Указания по подготовке к работе

Создайте таблицы (по форме 11.1 и 10.2) для занесения параметров установки и результатов наблюдений. Таблица по форме 11.1 должна быть повторены дважды для роликов с массами и .

Таблица 11.1

, град	№	t, c	, с			,
…
…
…

Таблица 11.1 (продолжение)

	,	,			,

 

Таблица 11.2

, г	, г	g,	S, м
30 1	60 1	9,8	0,522

 

Указания по проведению наблюдений

 

1. Переведите установку в режим «Плоскость», включив тумблер в нижней части установки слева в положение «от себя».

2. Ослабив винт 2 (рис.1) установите плоскость под углом к горизонту. Поместите ролик 4 с массой на наклонную плоскость, прикрепив его к магниту.

3. Переключите тумблер управления электромагнитами в положение «плоскость».

4. Переведите секундомер СЭ-1 в режим 1.

5. Нажмите кнопку «Пуск» секундомера. Измерьте время скатывания и занесите его в Таблицу 11.1..

6. Повторите опыт три раза.

7. Повторите опыт п.п. 1-5 для других углов от до с шагом . Результаты измерений занесите в Таблицу 11.1.

8. Повторите п.п. 1-7 для второго ролика с массой . Результаты измерений запишите во вторую таблицу по форме 11.1.

Задание по обработке результатов эксперимента

1. Выведите формулы полных погрешностей и в методе переноса погрешностей в Таблице 11.1.

2. Заполните две таблицы по форме 11.1 для роликов с разными массами и , рассчитав по ним значения их экспериментальных ускорений и скоростей и их теоретические значения a, v.

3. Постройте на миллиметровой бумаге графики зависимостей ускорений скатывания тел и в зависимости от угла наклона плоскости . Сопоставляя экспериментальные и теоретические графики, сделайте заключение о выполнимости основного закона динамики вращательного движения (уравнения моментов). Зависят ли ускорения роликов от их массы?

4. Постройте на миллиметровой бумаге графики зависимостей скоростей тел в основании наклонной плоскости тел и в зависимости от угла наклона плоскости . Сопоставляя экспериментальные и теоретические графики, сделайте заключение о выполнимости закона сохранения механической энергии в данном опыте. Зависят ли скорости роликов от их массы?

 

Контрольные вопросы

1. Как называются параметры, входящие в таблицу, приведенную в описании работы.

2. Пользуясь этой таблицей, перейдите от уравнений поступательного движения

к их аналогам при вращательном движении. Каков смысл знаков ?

3. Дайте определения угловой скорости и углового ускорения вращающегося тела. Одинаковы ли они для разных точек твердого тела относительно параллельных осей вращения?

4. Как определяется направление вектора угловой скорости вращающегося тела?

5. Как направлены по отношению друг к другу векторы угловой скорости и углового ускорения в случае подвижной (волчок) и неподвижной осей вращения. Проведите аналогию с направлением векторов скорости и ускорения тела при его поступательном движении по криволинейной и прямолинейной траектории. Сделайте поясняющие рисунки.

6. Как связаны между собой линейная скорость и ускорение (касательное) точки твердого тела с ее угловой скоростью и ускорением ?

7. Выразите скорости и ускорения точек скатывающегося тела, лежащих на диаметре перпендикулярном наклонной плоскости на внешней поверхности тела, через скорость и ускорение его ЦМ.

8. Дайте определения момента силы и момента импульса тела относительно точки (полюса) и оси вращения. Как вычисляются длины этих векторов? Сделайте поясняющие рисунки и укажите на них направления векторов.

9. Дайте определение момента инерции твердого тела. Каков его физический смысл? Как он вычисляется для круглых симметричных тел?

10. Сформулируйте теорему Штейнера. Сделайте поясняющий рисунок.

11. Приведите три формы основного уравнения динамики вращательного движения. Как называются параметры, входящие в него?

12. Как вычисляется кинетическая энергия тела, совершающего сложное поступательно вращательное движение?

13. Почему имеет место закон сохранения механической энергии при качении круглого тела без проскальзывания? Будет ли она сохраняться, если будет проскальзывание?