m, поднятый на высоту h, обладает запасом потенциальной энергии . В процессе опускания груза и связанным с этим вращением маховика потенциальная энергия переходит в кинетическую энергию поступательного движения груза и вращательного движения маховика . Пренебрегая действием сил трения, запишем закон сохранения механической энергии:

(19)

В этом случае для получения рабочей формулы необходимо выразить скорость груза и угловую скорость маховика через величины, которые могут быть измерены прямым путем, то есть через h и t. Запишем уравнение кинематики прямолинейного движения груза с нулевой начальной скоростью:

(20)

Выразив из первого уравнения a и подставив его во второе, получим:

(21)

Связь скорости движения груза и угловой скорости маховика дана выражением , которое с учетом (21) можно записать:

(22)

Подставим (21) и (22) в уравнение (19):

(23)

Откуда получим формулу для расчета момента инерции:

(24)

Описание установки

Установка, общий вид которой представлен на рис.3, состоит из маховика 1 с валом 2, укрепленных на горизонтальной оси вращения. На вал наматывается шнур 3 с грузом 4. Установка оснащена автоматическим устройством измерения времени движения груза. Устройство состоит из блока синхронизации с электрическим секундомером, тормоза, фотоэлектрического створного датчика.

Рис. 3

---

Нажатие кнопки «пуск» на синхронизирующем устройстве одновременно включает освещение фотоэлемента и электромагнит тормоза. Колодка тормоза отходит от маховика, и груз с маховиком начинает движение. В этот момент времени возникший при освещении ток фотоэлемента через электромагнитное поле включает электрический секундомер. Выключение секундомера происходит в момент перекрытия грузом луча, освещающего фотоэлемент. Одновременно тормоз останавливает маховик.

Производство измерений

1. 
   Шнур с грузом равномерно намотать на шкиф маховика таким образом, чтобы нижний край 1 груза совпадал с указанной преподавателем отметкой на стойке.
   
2. 
   Тумблер блока синхронизации установить в положение «Включено».
   
3. 
   Нажать кнопку «Пуск».
   
4. 
   После остановки маховика произвести отсчет времени движения груза по шкале секундомера. Измерение времени движения груза с одинаковой высоты произвести не менее пяти раз.
   
5. 
   С помощью штангенциркуля измерить диаметр шкива.
   
6. 
   Массу груза определить по маркировке на нем.
   

Обработка результатов

1. 
   Вычислить среднее арифметическое значение времени движения груза по формуле: .
   
2. 
   По измеренному диаметру определить радиус шкива r.
   
3. 
   Выразив t, m, h, r в системе СИ и подставив их значения в рабочую формулу (10), подсчитать значение момента инерции маховика.
   
4. 
   Экспериментальные и расчетные данные занести в таблицу.
   

h, м	m, кг	, с	, с	, с	, с	r, м	J,

---

Литература

1. 
   Савельев И.В. курс общей физики: в 3 т. /И.В. Савельев. М.: наука, 1998. Т.1.
   
2. 
   Яворский Б.М. курс физики: в 3 т./Б.М. Яворский, А.А. Детлаф, Л.И. Милковская. М.: Высшая школа, 1999. Т.2.
   
3. 
   Трофимова Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. М.: Высшая школа, 2002.
   
4. 
   Статика, кинематика и динамика механических систем: учеб.-метод. пособие/ Сост. Л.Б. Черняховская, Е.К. Козырева. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2017. –72 с.
   
5. 
   Савельев И.В. Курс общей физики. М: Наука, 2016 Т.3
   
6. 
   Физический практикум/ Под ред. В.И. Ивероновой. М.: Физматгиз, 2017
   
7. 
   Чуриловский В.Н. Теория оптических приборов. М: Магиностроение, 2015
   
8. 
   Учебные анимированные клипаты по физики ЭТИ СГТУ [Электронный ресурс] http://tfi.sstu.ru/
   
9. 
   http://www.sstu.ru/studentu/
   
10. 
    http://techn.sstu.ru/Biblioteka/
    
11. 
    http://techn.sstu.ru/new/SubjectFGOS/SpisokPredmetow.aspx
    

---

Смотрите также файлы

• Эмоциональная сфера личности.docx

• Венера марченко м. А общие сведения о планете.pptx

• Инструкция для студентов, выполняющих итоговую контрольную работу по д исциплине.doc

• ытану кафедрасы Бж таырыбы Отбасы жне азіргі заман абылдаананыбекова Орындаан Жарыласын н тобы ЗТ111.docx

• На конкретных примерах покажите применение менеджером различных методов управления и стилей. Когда стиль руководства сдерживает развитие предприятия и вступает в противоречие с эффективными методами управления.docx