Файл: Лабораторная работа 103 изучение законов динамики плоского движения твердого тела при помощи маятника максвелла а. А. Зубарев.pdf

13
%
100 2
2
⋅






∆
+
∆
+
∆
=
t
t
s
s
m
m
пост
к
E
δ
Рассчитайте по формуле приб
t
t
t
∆
+
=
∆
σ
Для расчета воспользуйтесь данными таблиц
1 и 2.
5.3.3. Оцените абсолютную погрешность косвенного определения пост к
%
100
пост
к
Е
пост
к
пост
к
E
E
δ
=
∆
5.3.4. Окончательный результат запишите в СИ
)
(
пост
к
пост
к
E
E
∆
±
(Дж) ;
пост
к
E
δ
(%). Результаты расчетов занесите в табл. 3. Примечание. Число значащих цифр при записи результата ограничивается первой значащей цифрой погрешности.
5.4. Определение кинетической энергии вращательного движения маятника Максвелла как функции пройденного расстояния s
5.4.1. Запишите величину массы маятника m = 0,436 кг. Рассчитайте аи согласно пунктами. Воспользовавшись выражениями (21), (14) и (16) получите расчетную формулу для кинетической энергии вращательного движения вращ к
ms
a
g
E
)
(
вращ к
−
=
Рассчитайте вращ к
E
для каждого и результаты занесите в таблицу 3.
5.4.3. Для минимального значения
s
, рассчитайте относительную систематическую погрешность определения вращ к
E
по формуле
%
100
⋅






∆
+
∆
+
∆
=
s
s
m
m
а
a
вращ
к
E
δ
5.4.4. Оцените абсолютную погрешность косвенного определения вращ к

14
%
100
вращ
к
E
вращ
к
вращ
к
E
E
δ
⋅
=
∆
5.4.5. Окончательный результат запишите в СИ
(
)
вращ
к
вращ
к
E
E
∆
±
(Дж
вращ
к
E
δ
(%). Результаты расчетов занесите в табл. 3. Примечание. Число значащих цифр при записи результата ограничивается первой значащей цифрой погрешности.
5.5 Определение полной механической энергии маятника Максвелла
5.5.1. Воспользовавшись данными табл. 3 рассчитайте значения полной механической энергии E маятника по формуле
−
=
Е
п
E
+
пост к
E
+
вращ к 5.5.2. Значения E в виде (ЕЕ) занесите в таблицу 3. Убедитесь в выполнении закона сохранения механической энергии Е. Библиографический список а) основная
1.
Савельев ИВ Курс общей физики. Кн- М АСТ Астрель. 2006. с.с. 36-51, 79-112,
125-128, 153-169, 176-190.
2.
Капуткин ДЕ, Шустиков А.Г. Физика. Обработка результатов измерений при выполнении лабораторных работ. (№ 805). М МИСиС. Учеба. с. б) дополнительная
3.
Наими Е.К. Маятник Максвелла. Известия ВУЗов. Физика. 1979. №11. с.
7. Контрольные вопросы
1. Что называется плоским движением твердого тела Как записывается основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси

15 2. Что такое момент инерции тела Отчего он зависит
3. Из чего складывается полная кинетическая энергия твердого тела при плоском движении
4. Как записывается закон сохранения механической энергии при плоском движении на примере маятника Максвелла
8. Индивидуальные задания Задание 1.
1. Исходя из уравнений плоского движения маятника Максвелла, получите выражения для определения момента инерции маятника и скорости поступательного движения его центра масс
)
(
v
0
t .
2. Произведите серию измерений времени движения маятника Максвелла t как функцию пройденного расстояния
s
, меняя от 0,90 м дом с шагом 0,05 м. Результаты эксперимента занесите в таблицу 2.
3. Определите момент инерции маятника согласно пункту 5.1. Задание 2.
1. Получите выражения для потенциальной и кинетической энергии маятника Максвелла, исходя из уравнений плоского движения.
2. Произведите серию измерений времени движения маятника Максвелла как функцию пройденного расстояния
s
, меняя от 0,90 м дом с шагом 0,05 м. Результаты занесите в таблицу 2.
3. Определите потенциальную энергию, кинетическую энергию поступательного и вращательного движения центра масс и полную энергию маятника согласно п.п. 5.2 - 5.5. Проверьте выполнение закона сохранения механической энергии. Задание 3. Составьте уравнение закона сохранения механической энергии для маятника Максвелла.

16 2. Произведите серию измерений времени движения маятника Максвелла t как функцию пройденного расстояния
s
, меняя от 0,55 м дом с шагом 0,05 м. Результаты эксперимента занесите в таблицу 2.
3. Определите момент инерции маятника согласно пункту 5.1.
Задание 4.
1. Получите выражение для изменения кинетической энергии вращательного движения твердого тела вокруг фиксированной оси, если момент инерции тела относительно этой оси I , если тело вращается под действием постоянного момента силы
M
, приложенного на расстоянии от оси вращения.
2. Произведите серию измерений времени движения маятника Максвелла как функцию пройденного расстояния
s
, меняя от 0,55 м дом с шагом 0,05 м. Результаты занесите в таблицу 2.
3. Определите потенциальную энергию, кинетическую энергию поступательного и вращательного движения центра масс и полную энергию маятника согласно п.п. 5.2 - 5.5. Проверьте выполнение закона сохранения механической энергии.