СКАЧАТЬ:
Отчет по лабораторной работе № 11
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОВ ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА С ПОМОЩЬЮ МАЯТНИКА МАКСВЕЛЛА
Цель работы: ознакомление со сложным движением твердого тела и изучение закона сохранения энергии на примере движения маятника Максвелла.
Приборы и принадлежности: установка лабораторная «Маятник Максвелла ФМ 12», кольца, штангенциркуль.
Задание 1. Определение момента инерции маятника.
1.Определяем массу кольца mk с помощью рычажных весов.
2.C помощью штангенциркуля измеряем радиус оси r0, радиус диска Rd, внутренний радиус кольца R1, внешний радиус кольца R2.
3.Вычисляем моменты инерции оси, диска и кольца маятника J0, Jd, Jk по формулам , , . Рассчитаем массу маятника mi по формуле mi= m0+ md+mk и его момент инерции по формуле Ji= J0+ Jd+ Jk
4.Производим вычисления и заполняем таблицу 1.
№ |
m0, кг |
md, кг |
mk, кг |
mi, кг |
r0, м |
Rd, м |
R1, м |
R2, м |
J0, кг*м2 |
Jd, кг*м2 |
Jk, кг*м2 |
Ji, кг*м2 |
1 |
0,033 |
0,124 |
0,258 |
0,415 |
0,005 |
0,043 |
0,044 |
0,052 |
412*10-9 |
114638*10-9 |
598560*10-9 |
713610*10-9 |
2 |
0,425 |
0,582 |
0,044 |
0,057 |
1101812*10-9 |
1216862*10-9 |
||||||
3 |
0,605 |
0,762 |
0,044 |
0,062 |
1748450*10-9 |
18635*10-9 |
Таблица1
Задание 2. Определение теоритического и экспериментального значений ускорения маятника, проверка закона сохранения энергии.
1.Аккуратно вращаем маятник, фиксируем его в верхнем положении при помощи магнита, при этом следим, чтобы нить наматывалась на ось виток к витку. В зафиксированном положении нити подвеса должны быть прослаблены.
2.Отпускаем маятник, измеряем время, за которое маятник пройдет с верхней точки подвеса до крайней нижней точки. Записать показания таймера, т.е. время движения груза t.
3.По шкале стойки определяем ход маятника h, как расстояние проходимое осью маятника от крайнего верхнего положения до крайнего нижнего.
4.Записываем значения t и h, для получения точности измерений, повторяем опыт 3-4 раза.
5.Определяем экспериментальное значение ускорения aэ по формуле . Найдем угловое ускорение маятника, линейную и угловую скорости в момент прохождения маятником нижнего положения по формулам: , , .
6.Определяем относительную погрешность, сравниваем теоретическое и экспериментальное значение ускорения по формуле:
7.По формуле найдем кинетическую энергию маятника Максвелла, сравним её с начальной потенциальной энергией, найденной по формуле . По разности энергий найдем работу сил трения .
8.Произведем вычисления и заполним таблицу 2.
Таблица 2
№ |
Ji, кг*м2 |
h, м |
t, c |
tcp, c |
аэ, м/с2 |
аm, м/с2 |
, рад/с2 |
v, м/с |
, рад/с |
Ек, Дж |
Ер, Дж |
Атр, Дж |
1 |
649702*10-9 |
0,37 |
2,21 |
2,32 |
0,14 |
0,22 |
28 |
0,3248 |
64,96 |
1,40 |
2,17 |
0,77 |
2 |
2,28 |
|||||||||||
3 |
2,46 |
Ек= Дж
Ер=
Атр=
*100% = 36%
Вывод: на данной лабораторной работе я ознакомился со сложным движением твердого тела и изучил закон сохранения энергии на примере движения маятника Максвелла.