Лабораторная работа 1-05 Проверка основного уравнения динамики вращательного движения при вращении тел вокруг неподвижной оси ТПУ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1-05

ПРОВЕРКА ОСНОВНОГО УРАВНЕНИЯ ДИНАМИКИ ВРАЩАТЕЛЬ-НОГО ДВИЖЕНИЯ ПРИ ВРАЩЕНИИ ТЕЛ ВОКРУГ НЕПОДВИЖНОЙ ОСИ

Цель работы: изучение динамики вращательного движения, эксперимен-тальное подтверждение основного уравнения динамики вращательного движения вокруг неподвижной оси и справедливости теоремы Гюйгенса–Штейнера.

Приборы и принадлежности: крестообразный маятник Обербека, снаб-женный электронным секундомером, набор грузов определенной массы, прибор для измерения длины.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ И ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

1. Моменты каких внешних сил изучают в данной работе? Как их измеряют?

2. Какие методы проверки основного уравнения динамики вращательного движения можно предложить в качестве альтернативных методу Обербека?

3. При каких допущениях получена формула для определения силы натяже-ния нити? Определите эту силу и сравните ее с силой тяжести груза.

4. Почему для определения величины момента сил трения используют малые значения грузов?

5. При каком условии тангенциальное ускорение точек на ободе колеса равно линейному ускорению платформы с грузами? Как это изучить экспериментально?

6. Определите, к каким ошибкам приводит использование приближенной формулы, связанной с тем, что величина mr2 << J. Оцените эти ошибки?

7. Какова точность определения момента сил трения графическим методом? Определите эту погрешность.

8. Каким образом экспериментально проверяют теорему Гюйгенса – Штей-нера в данной работе? Предложите иные способы проверки теоремы.

9. Как влияет размер и масса диска, используемого для придания лабора-торной установке компактного вида. Составьте соответствующие уравнения и количественно оцените данное влияние.

10. Оцените кинетическую энергию маятника. Проверьте выполнение закона сохранения энергии. Для этого определите значения энергии всех тел.

11. Проверьте выполнение соотношения =t, используя табличные значения времени падения груза.

12. Какую из величин в данном эксперименте необходимо измерять с наибольшей точностью и почему?

13. Определите момент инерции грузов, расположенных на спицах. Как расположены оси, относительно которых вычисляют момент инерции по теореме Гюйгенса–Штейнера?

14. Если маятник вращается с начальной угловой скоростью 0, то как определить полый угол, на который он повернется к моменту остановки?

15. Оцените работу сил трения в данной установке на примере нескольких экспериментов.

16. Почему стремятся уменьшить момент сил трения? Не проще ли учесть момент сил трения в расчетах?

17. Как найти ускорение 0, определяемое только моментом сил трения. Опишите эту методику.

18. Определите ускорение 0, которое создает момент сил трения. Сравните 0 и .

19. С какой точностью необходимо измерять время при выполнении работы? Как это оценить? Приведите необходимые расчеты.

21. Придумайте способ изменения момента инерции маятника, отличающий-ся от рассмотренного. Укажите направление векторов , М, Мтр, , L, L, и объясните выбранные направления векторов.

22. Определите импульс и момент импульса груза в момент его удара о подставку.

23. Можно ли измерять моменты инерции тел данным методом? Приведите доказательства.

24. Как можно изменять силу трения, не внося конструктивных изменений в устройство? Внося конструктивные изменения в устройство? Приведите примеры.