Міністерство освіти РФ
Рязанська державна радіотехнічна академія
Кафедра ОіЕФ
Контрольна робота
В«ВИВЧЕННЯ ДИНАМІКИ ОБЕРТАЛЬНОГО РУХУ З допомогою маятника МАКСВЕЛЛА В»
Виконав ст. гр. 731
Пантюшин І.А.
Перевірив
В В
Рязань 2007р.
Мета роботи: Вивчення законів обертального руху, експериментальне визначення моментів інерції змінних кілець за допомогою маятника Максвелла.
Прилади і приладдя: установка з маятником Максвелла з вбудованим миллисекундомером, набір змінних кілець.
В
Елементи теорії
Прилад із маятником Максвелла (і вбудованим миллисекундомером) використовується для вивчення законів обертового руху. За даними, які знімаються з приладу, можна визначити моменти інерції обертових (на установці) тел. На вертикальній стійці підстави (з нанесеною на ній міліметровою шкалою) кріпляться два кронштейни. Верхній кронштейн електромагнітом і пристроєм регулювання бифилярно підвісу (На якому кріпитися сам маятник). За допомогою електромагнітів маятник зі змінними кільцями фіксується у верхньому результатом положенні.
У нижній кронштейн вмонтований фотоелектричний датчик. Даний фотодатчик пов'язаний з міллісекундометром. Сам нижній кронштейн рухливий. p> Введемо умовні позначення: m 1 - маса стержня з насадженим на нього диском; d - діаметр стержня; D 1 , D 2 - внутрішній і зовнішній діаметри змінних кілець відповідно; J 1 - момент інерції стержня з диском щодо осі О; J-момент інерції змінного кільця відносно тієї ж осі; m S - сумарна маса маятника зі змінним кільцем; J S - сумарний момент інерції маятника зі змінним кільцем щодо осі О.
Коли маятник перебувати у верхньому положенні, він володіє потенційною енергією.
1)
При русі маятника відбувається перетворення енергії в кінетичну. Кінетичну енергію маятника, коли він знаходитися в нижньому положенні можна записати так.
2)
Де V 2 - поступальна швидкість руху центру маятника; w - кутова швидкість обертання маятника.
Враховуючи закон збереження енергії
3)
При, отримаємо:
4)
Якщо маятник опустився на відстань h за час t, то виходячи з кінематичних співвідношень для рівноприскореного руху можна записати наступну формулу.
5)
Висловимо J S з (4) і (5).
6)
Врахувавши J S = J 1 + J 2 , формулу (6) можна записати так.
7)
Таким чином, вимірюючи t, h і J 1 , можна знайти момент інерції J змінного кільця.
Розрахункова частина
m 2, кг
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
, з
0,20
t 1 , з
2,18
2,11
2,12
2,11
2,16
2,09
2,05
2,06
2,33
2,38
2,16
0,31
t 2 , з
2,27
2,48
2,28
2,50
2,29
2,37
2,39
2,32
2,33
2,53
2,38
0,41
t 3 , з
2,48
2,45
2,35
2,33
2,31
2,52
2,37
2,52
2,34
2,51
2,42
Для зручності введемо позначення i - ой величини, для обчислення деяких величин для i - ого кільця...
