Определение характера движения груза на нити



Nbsp; Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего образования «Кузбасский государственный технический университет»

Кафедра физики

 

 

Отчет

 

по лабораторной работе

 

«Изучение поступательного и вращательного

движений с помощью маятника Обербека»

 

Выполнил ст. группы

____________________________

(Ф.И.О.)

Преподаватель

____________________________

(Ф.И.О.)

 

  Дата Подпись
Допуск    
Отчет    

 

 

Кемерово 2016

Цель работы: проверка законов кинематики и динамики поступательного и вращательного движения тел и экспериментальное определение кинематических и динамических характеристик этих тел.

Описание и схема лабораторной установки.

 

 

Рис. 1 Схема лабораторной установки,

Где: m0- масса грузика на спицах, m – груз на нити, r1,r2 – радиусы шкивов, M – момент силы натяжения нити.

Общий вид установки изображен на рис. 1. Маятник Обербека представляет собой двухступенчатый шкив 1 радиусами r1 и r2 с четырьмя взаимно перпендикулярными стержнями, на которых могут быть укреплены симметрично четыре цилиндрических груза 2 массой m0. На шкив (малый или большой) наматывается нить 4, которая перебрасывается через блок 3, к свободному концу нити подвешивается груз 5 массой m. Груз, двигаясь поступательно, разматывает нить, при этом крестообразный маятник совершает вращательное движение вокруг неподвижной оси.

 

 

Основные расчётные формулы.

Основные расчетные формулы получены на сновании кинематических и динамических уравнений движения груза. Схема сил, приложенных к маятнику Обербека представлена на рис.2.

 

1. Кинематические характеристики поступательного движения груза и вращательного движения маятника Обербека:

а) Ускорения движения груза на нити:

, где h – высота опускания груза, t – время его ускоренного движения;

б) Скорость ускоренного движения груза:

;

в) Угловое ускорения вращения маятника Обербека:

, где r – радиус шкива;

г) Угловая скорость вращения маятника Обербека:

;

д) Угол поворота маятника за время  :

,           

е)Число оборотов маятника :

.                                                            

 

2. Динамические характеристики поступательного движения груза и вращательного движения маятника Обербека:

а) сила натяжения нити:

,

где m – масса груза на нити, g – ускорение свободного падения, равное 9.8 м/с2;

б) Максимальный импульс груза:

;

в) Максимальная кинетическая энергия поступательного движения груза:

;

г) Потенциальная энергия груза на высоте :

;

д) Момент силы натяжения нити:

;  

 

е) Момент инерции маятника:

 

;

ж) Максимальный момент импульса маятника:

 

;

з) Максимальная кинетическая энергия вращения маятника Обербека:

 

.


Таблицы.

Задание 1.

Определение характера движения груза на нити.

 

Таблица 1

Результаты измерений времени и расчета

кинематических величин

 

  m r h v
кг м м с

 

 

     

 

     
     
     
     

 


Задание 2.


Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 563;