ДУ “ Львівська Політехніка”
Кафедра фізики
Лабораторія молекулярної фізики
ЗВІТ
про виконання лабораторної роботи № 5
Назва роботи: Перевірка основного рівняння динаміки обертального руху твердого тіла
Bиконав студен
Скрипак П.Г.
група ТК – 11, РТФ
лектор: Рудка М. М.
керівник лабораторних занять:
Рудка М. М.
дата виконання:
м.Львів 1999 р.
Мета роботи: Експериментально первірити основне рівняння динаміки обертального руху твердого тіла.
Прилади та матеріали: 1 – маятник Обербека;
2 – секундомір; 3 – штангенциркуль; 4 – різноважки;
5 – міліметрова лінійка.
Короткі теоретичні відомості; виведення робочої формули:
Кутове прискорення маятника:
де, h – шлях пройдений тілом по вертикалі;
t – час проходження шляху h;
R – радіус шківа.
Обертальний момент сили, що викликає кутове прискорення:
де, m – маса тягарця.
Задані величини:
маса стержня 0.25 кг;
маса тягарця 0.255 кг;
маса закріпленого вантажу 0.220 кг.
Фізичні величини, які вимірюються прямим способом:
t – час опускання вантажу;
h – шлях пройдений вантажем;
R – радіус шківа.
Таблиці результатів вимірювань
№
h,
м
h,
м
d,
10-3м
R,
10-3м
R,
10-3м
1
0.91
0.01
36.95
18.475
0
2
0.90
0
36.90
18.450
-0.025
3
0.89
-0.01
37.00
18.500
0.025
сер.
0.90
0.01
18.475
0.017
№
m1,
кг
t,
c
t,
c
m2,
кг
t,
c
t,
c
m3,
кг
t,
c
t,
c
,
c-2
M,
Hм
,
c-2
Mт,
Hм
1
7,10
-0,06
5,78
0
5,05
0,11
1,900
0,0397
0,102
2
7,00
-0,16
5,75
-0,03
4,85
-0,09
2,916
0,0546
0,153
3
7,39
0,23
5,81
0,03
4,91
-0,03
3,991
0,0695
0,209
сер
0,22
7,16
0,15
0,303
5,78
0,02
0,386
4,94
0,08
0,154
0,013
№
m1,
кг
t,
c
m2,
кг
t,
c
m3,
кг
t,
c
,
c-2
M,
Hм
Mт,
Hм
1
9,84
7,91
6,97
0,988
0,0398
2
10,22
8,23
7,07
1,526
0,0548
3
9,72
7,83
7,06
1,971
0,0697
сер
0,22
9,93
0,303
7,99
0,386
7,03
0,011
№
m1,
кг
t,
c
m2,
кг
t,
c
m3,
кг
t,
c
,
c-2
M,
Hм
Mт,
Hм
1
12,51
10,72
9,38
0,607
0,0398
2
12,97
10,93
9,19
0,827
0,0548
3
12,54
10,89
9,19
1,138
0,0698
сер
0,22
12,67
0,303
10,85
0,386
9,25
0,006
Обчислення шуканої величини за робочою формулою:
кутове прискорення
Обчислення похибок:
Графіки:
4
3
2
1
0
0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 M,Нм
№
I, кг м2
1/I, кг-1м-2
1
0,014
1,90
71,4
2
0,031
0,99
32,3
3
0,057
0,61
17,5
2
1
0
10 30 50 70 90 1/I,1/кгм2
Аналіз результатів та висновки:
Із результатів вимірювань та графіків видно, що
чим більша відстань розподілу маси від осі обертання, тим більший момент інерції і менше кутове прискорення обертального руху. Момент сили прямо пропорційний моменту інерціїї.
Із цього всього випливає: момент сили залежить тільки від величини та положення дії сили відносно осі обертання, а момент інерції – від розподілу мас тіла (відносно осі обертання), яке обертається.
Оцінка за виконання роботи
Допуск
Захист
Дата виконання
Підпис викладача
