![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Момент силы относительно осиПусть на тело действует сила F. Примем для простоты, что сила F лежит в плоскости, перпендикулярной некоторой примой ОО (рис.3.2,а), которую назовем осью (например, это ось вращения тела). На рис. 3.2,а А - точка приложения силы F,
Модуль этого вектора Иногда поэтому говорят, что момент силы относительно оси – это произведение силы на ее плечо.
В соответствии с выражениями (3.6) и (3.7) вектор М направлен вдоль оси (см. рис.3.2, а).
Момент импульса тела относительно оси вращения
где r1 – радиус-вектор, определяющий положение i - участка относительно оси. Моментом импульса всего тела относительно оси вращения называют вектор
модуль которого В соответствии с выражениями (3.8) и (3.9) векторы
Основной закон динамики для вращательного движения В случае, если момент инерции тела в процессе вращения остается постоянным, «Основной закон...» читается так: момент силы (или результирующий момент сил, если их несколько), действующий на тело относительно оси вращения, равен произведению момента инерции тела относительно этой оси на угловое ускорение, с которым вращается тело:
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1 На верхний шкив стойки установить стержень так, чтобы его середина совпадала с осью шкива и закрепить фиксатором. 2 На шкив намотать нить и к её крючку подвесить наборный груз. 3 Подготовить измерительную систему к снятию показаний, установив тумблер «ЦИКЛ / ОДНОКР.» в положение « ОДНОКР.», а тумблер « 1 / DТ / 2 » в положение либо « 1 », либо « 2 ». Таким образом, в положении «1 » j = 2p, а в положении «2 » j = 4p. 4 Расположить метку шкива в нулевое положение (об этом свидетельствует загоревшаяся на индикаторе лампочка), отпустить стержень и определить время t первого или двух первых отчётов шкива. Измерения повторить не менее 7 раз. Результаты записать в табл.3.1. Примечание: если в системе отсутствует фотодатчик, то измерьте обороты шкива с помощью ручного секундомера. 5 Вычислить угловое ускорение по формуле:
и полученные результаты записать в таблицу 3.1. 6 Определить момент инерции стержня по формуле:
и, измерив стержень, сравнить с расчётным значением момента инерции ( Таблица.3.1
7 Найти абсолютную ошибку Db в измерениях углового ускорения по формуле: Db = ta,n и относительную погрешность по формуле 8 Определить погрешность в измерении момента инерции стержня: DI = < I > e; Результат записать в виде: I = < I > ± DI, при a = 0,95 и e = % . 9 По полученному результату сделать вывод. 10 Ответить на следующие контрольные вопросы: 1 Что называется моментом инерции материальной точки относительно оси, моментом инерции твёрдого тела относительно оси? В каких единицах измеряется момент инерции? 2 В чём состоит теорема Штейнера? Приведите пример её использования. 3 Что называется моментом силы относительно оси? В каких единицах он измеряется? 4 Что такое плечо силы? 5 Что называется моментом импульса материальной точки относительно оси вращения, моментом импульса твёрдого тела относительно оси вращения? В каких единицах измеряется момент импульса? 6 Как связаны между собой момент импульса и момент инерции тела, вычисленные относительно оси вращения? 7 Маятник Обербека: устройство и теория метода определения момента инерции. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 Цель работы: экспериментально проверить закон сохранения энергии с помощью пружинной пушки и закон сохранения момента импульса с помощью физического баллистического маятника. Оборудование:ЛКМ-2 (пушка с пружиной, набор снарядов, цилиндрические грузы).
|