Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Порядок выполнения лабораторной работы.




Читайте также:
  1. II. Объем и сроки выполнения задач в рамках проекта
  2. II. Организация выполнения курсовой работы
  3. II.5.2) Порядок образования и общие черты магистратуры.
  4. III.1.2) Порядок уголовного судопроизводства.
  5. IV. Задачи для самостоятельной работы.
  6. IV. Задачи для самостоятельной работы.
  7. IV. Задачи для самостоятельной работы.
  8. V. Задачи для самостоятельной работы.
  9. V. Задачи для самостоятельной работы.
  10. V. Задачи для самостоятельной работы.

1) Выкрутить цилиндры 8 из диска 1.

2) К свободному концу нити подвесить груз массой .

3) При полностью размотанной со шкива нити линейкой измерить высоту от столика установки 5 до груза 3.

4) Включить секундомер в сеть.

5) Включить включатель секундомера на задней панели, при этом секундомер должен показывать «00.0», а измеритель перемещения «0.00».

6) Вращая диск и наматывая нить на шкив с левой стороны, поднять груз на выбранную высоту над столиком установки и, нажав кнопку электромагнита, зафиксировать груз в этом положении.

7) Измерить высоту линейкой и найти высоту падения

8) Нажать кнопку секундомера «пуск» и дождаться, пока секундомер перестанет считать время, а измеритель перемещения перестанет считать высоту подъема груза.

9) Показание секундомера – время падения груза и показание измерителя перемещения – высоту подъема записать в табл. 3.1.1.

10) Выключить включатель секундомера.

11) Повторить еще два раза измерения и при падении груза с той же высоты .

12) Измерить три раза время падения и высоту подъема при падении груза с той же высоты , когда нить намотана на шкив с правой стороны.

13) Выключить секундомер.

 

 

 

Таблица 3.1.1

 

  Среднее значение
, с                
, м                

 

 

=__________ = __________ = _________

 

2.3. Задания к упражнению 1

(результаты вычислений внести в таблицу 3.1.2)

 

1) Вычислить высоту падения груза .

2) Вычислить средние значения времени падения и высоты подъема груза :

 

 

3) Учитывая, что падение груза и вращение диска равноускоренные, выразить через измеренные и заданные величины , , и вычислить:

а) ускорение падения груза , используя формулу пути;

б) скорость груза в конце падения (в начале торможения) , используя формулу скорости;

в) угловую скорость диска в конце падения груза, принимая, что нить намотана плотно и проскальзывание нити по шкиву отсутствует и линейная скорость точек обода шкива равна скорости груза , и используя связь линейной скорости с угловой;



г) угловое ускорение диска , предполагая, что проскальзывание нити по шкиву и растяжение нити отсутствуют и тангенциальное ускорение точек обода шкива равно ускорению падения груза , и используя связь с .

д) угол поворота диска за время падения груза ;

е) число оборотов диска во время падения груза, учитывая, что одному обороту соответствует угол поворота .

 

 

4) Пренебрегая массой нити и действующими на груз силой сопротивления воздуха и силой Архимеда, получить через измеренные и заданные величины , , , и вычислить:

а) силу натяжения нити при падении груза, пользуясь формулой 2-го закона Ньютона;

б) момент силы натяжения , действующий на диск при падении груза, пользуясь формулой определения момента силы.

5) Пренебрегая потерей механической энергии при изменении направления движения груза и принимая, что груз начинает подниматься со скоростью , равной скорости падения груза , выразить через измеренные и заданные величины , , , , и вычислить:

а) ускорение при подъеме груза, используя выражение разности квадратов скоростей через ускорение и пройденный путь;



б) время подъема груза , используя формулу скорости;

в) угловую скорость диска в начале подъема груза, учитывая, что и используя связь с ;

г) угловое ускорение диска при подъеме груза, используя связь с ;

д) угол поворота диска за время подъема груза , используя выражение разности квадратов угловых скоростей через угловое ускорение и угол поворота;

е) число оборотов диска во время подъема груза;

ж) силу натяжения нити при подъеме груза, используя формулу 2-го закона Ньютона;

з) момент силы натяжения при подъеме груза, используя формулу определения момента силы.

6) Принимая моменты сил сопротивления движению диска при падении груза и подъеме груза одинаковыми и равными и применяя основной закон динамики вращательного движения для диска при падении груза и при подъеме груза, и используя

выражения угловых ускорений и и моментов сил и , полученных в заданиях 3.г, 5.г, 4.б, 5.з, получить:

а) выражения для момента сил сопротивления

б) выражения для момента инерции диска

 

 

7) Подставив значения измеренных величин , , и заданных величин ,

, вычислить:

а) момент сил сопротивления ;

б) момент инерции диска .

8) Принимая за нулевой уровень потенциальной энергии груза высоту , а потенциальную энергию диска постоянной и равной 0 Дж, и используя формулу потенциальной энергии взаимодействия груза с Землей, формулы кинетической энергии поступательного и вращательного движения тел и определение механической энергии тела и системы, получить выражения через величины , , , , , механической энергии:



а) груза в начале падения ;

б) диска в начале падения ;

в) системы тел, состоящей из груза и диска, в начале падения ;

г) груза в конце падения ;

д) диска в конце падения ;

е) системы тел, состоящей из груза и диска, в конце падения :

9) Получить выражение потери механической энергии системы при падении груза через , , , , :

10) Пренебрегая потерей механической энергии при изменении направления движения груза, принять, что механическая энергия системы в начале подъема груза равна энергии системы в конце падения .

11) Получить выражение через и m механической энергии системы в конце подъема груза.

12) Получить выражение потери механической энергии системы при подъеме груза через , , , , :

13) Принимая моменты сил сопротивления движению диска при падении груза и подъеме груза одинаковыми и равными , и используя формулу работы момента силы, получить выражения работы момента сил сопротивления:

а) при падении груза

б) при подъеме груза

14) Учитывая неконсервативные силы, действующие только на диск, работы момента сил сопротивления и выразить через потери механической энергии и .

 

 

15) Приравняв выражения работ момента сил сопротивления при падении груза и подъеме груза через и через и , составить систему двух уравнений с неизвестными и и получить выражения через , , , , :

а) момента сил сопротивления – выражение (3.1);

б) момента инерции диска - выражение (3.2).

16) Подставив значения измеренных величин , , , заданных величин , и вычисленных в задании 6 величин и , вычислить:

а) механическую энергию груза , диска и системы , состоящей из груза и диска, в начале падения груза;

б) механическую энергию груза , диска и системы в конце падения груза;

в) потерю механической энергии системы при падении груза ;

г) механическую энергию системы в начале подъема и в конце подъема груза ;

д) потерю механической энергии системы при подъеме груза ;

е) работу сил неконсервативных взаимодействий при падении груза = ;

ж) работу сил неконсервативных взаимодействий при подъеме груза = ;

з) потерю механической энергии системы и работу сил неконсервативных взаимодействий в процессе падения и подъема груза

= Δ = .

и) долю потерянной механической энергии системы в процессе падения и

подъема груза ;

к) долю механической энергии системы, потерянной при падении груза

л) долю механической энергии системы, потерянной при подъеме груза ;

17) Вычислить момент инерции диска , включая моменты инерции прикрепленной к диску пластины 6, шкива 2, цилиндрического вала 7 (рис. 3.2), используя формулы

моментов инерции тел; плотность стали = 7800 кг/м3; на рисунке размеры указаны в сантиметрах; пластину рассматривать как стержень.

18) Сравнить вычисленное по формулам значение момента инерции с

полученным значением на основе опытных данных; найти значение ;

сделать вывод о правомочности принятых допущений.

 

Рис. 3.2

 

Таблица 3.1.2

 

Номер задания         3,а 3,б 3,в
Величина
Наименование единицы измерения м кг м м м с м м/с2 м/с с-1
Численное значение                    

 

Таблица 3.1.2 (продолжение)

 

3,г   3,д 3,е 4,а 4,б 5,а 5,б 5,в 5,г 5,д 5,е
с-2 рад об Н Н . м м/с м/с2 с с-1 с-2 рад об
                         

 

Таблица 3.1.2 (продолжение)

5,ж 5,з 7,а 7,б 16,а 16,а 16,а 16,б 16,б 16,б 16,в 16,г
Н Н Н . м кг.м2 Дж Дж Дж Дж Дж Дж Дж Дж
                         

 

Таблица 3.1.2 (окончание)

16,г 16,д 16,е 16,ж 16,з 16,и 16,к 16,л
Дж Дж Дж Дж Дж % % % кг.м2 %
                     

 

3.2. Упражнение 2. Исследование зависимости момента инерции тел


Дата добавления: 2014-10-31; просмотров: 12; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.035 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты