Изучение вращательного движения твёрдого тела вокруг неподвижной оси на примере маятника Обербека

Страницы работы

Уважаемые коллеги! Предлагаем вам разработку программного обеспечения под ключ.

Опытные программисты сделают для вас мобильное приложение, нейронную сеть, систему искусственного интеллекта, SaaS-сервис, производственную систему, внедрят или разработают ERP/CRM, запустят стартап.

Сферы - промышленность, ритейл, производственные компании, стартапы, финансы и другие направления.

Языки программирования: Java, PHP, Ruby, C++, .NET, Python, Go, Kotlin, Swift, React Native, Flutter и многие другие.

Всегда на связи. Соблюдаем сроки. Предложим адекватную конкурентную цену.

Заходите к нам на сайт и пишите, с удовольствием вам во всем поможем.

Содержание работы

Министерство общего и профессионального образования

Обнинский Государственный Технический Университет Атомной Энергетики

Кафедра общей и специальной физики

Лабораторная работа № 6.

Тема:

«Изучение вращательного движения твёрдого тела вокруг неподвижной оси на примере маятника Обербека».

Выполнил: Головнёв Олег

Группа: КИП-1-02

Проверил: Мастеров Виктор Сергеевич.

Обнинск 2002.

Цель работы:

Экспериментально проверить основное уравнение вращательного движения, определить момент инерции системы и оценить влияние момента сил трения.
Проверить теорему Штейнера.

Приборы: маятник Обербека.

Dt_сист= 0,0005с, DM_сист = 0,0006кг, Dr_сист = 0.002м, Dh_сист = 0,0015м, DP_сист = Dl_сист = 0,00005м.

					Таблица1
№	R123, м	r, м	h, м	M1, кг	t1, с	M2, кг	t2, с	M3, кг	t3, с
1					5,078		4,145		3,285
2	0,2 м	0,044	0,42 м	0,0549	5,094	0,0939	4,087	0,1335	3,318
3					5,066		4,129		3,298

t1:	<t> =	5,0793 c	Sn =	0,0140	S =	0,0081	Dt1 =	0,0349 c
t2:	<t> =	4,1203 c	Sn =	0,03	S =	0,0173	Dt1 =	0,0744 c
t3:	<t> =	3,3003 c	Sn =	0,0166	S =	0,0096	Dt1 =	0,0413 c

а =;

a1 =	0,0326 м/с²	a2 =	0,0495 м/с²	a3 =	0,0771 м/с²

b = ; db = ; Db = b*db;

b1 =	0,74	b2 =	1,1245	b3 =	1,7527
db1 =	0,0476	db2 =	0,0582	db3 =	0,0520
Db1 =	0,0352	Db2 =	0,0654	Db3 =	0,0912

N = M*r*(g – a); dN = ; DN = N*dN;

N1 =	0,0236	N2 =	0,0403	N3 =	0,0571
dN1 =	0,0489	dN2 =	0,0585	dN3 =	0,0522
DN1 =	0,0012	DN2 =	0,0024	DN3 =	0,003

N_тр = ; n = 35;(2сл) N_тр = 0,0011 Н*м; dN_тр = 0.1602; DN_тр = 0.0002 Н*м

N_тр = 0.0011 ± 0.0002 Н*м;

По графику: N_тр = 0,0010 ± 0.0002 Н*м ; I = 0.0323 Н*м*с²

					Таблица2
№	M456, кг	R4, м	t4, с	R5, м	t5, с	t без m	l, м	M, кг	P1, м	P2, м
1			4,172		2,677	1,589
2	0,0549	0,15	4,127	0,1	2,612	1,66	0,0199	0,193	0,0029	0,0394
3			4,086		2,591	1,627

t4:	<t4> =	4,1283, с	Sn =	0,0430	S =	0,0248	Dt1 =	0,1068, с
t5:	<t5> =	2,6267, с	Sn =	0,0448	S =	0,0259	Dt1 =	0,1113, с
t_б_m:	<t_б_m> =	1,6253, с	Sn =	0,0355	S =	0,0205	Dt1 =	0,0882, с

I = M*r²*( - 1); dI = ; DI = dI*I;

I1 =	0,0319	I2 =	0,0210	I3 =	0,0132
dI1 =	0,0928	dI2 =	0,1053	dI3 =	0,1249
DI1 =	0,0030	DI2 =	0,0022	DI3 =	0,0016

<I> = 0.0220 Н*м*с²; <DI> = 0.0023 Н*м*с² ; I = 0.0220 ± 0.0023 Н*м*с²

По графику: <I> = = 0.023 Н*м*с² ; DI = = 0.009 Н*м*с²

I = 0.023 ± 0.009 Н*м*с²;

I₀ = m*l²/12 + m*(P1² + P2²)/4; I(0) = I_кр + 4I₀; I = I(0) + 4mR²;

Io =	0,00008	Iкр =	0,0032	dIкр =	0,1417	DIкр =	0,0004
I(0) =	0,0035

По графику: I(0) = 0.0037 Н*м*с²

Вывод:

1) Проверяя справедливость основного уравнения вращательного движения Ib = N – N_тр , мы построили график зависимости b от N и получили прямолинейную зависимость, тем самым качественно доказав справедливость исходного уравнения. График выходит из точки b = 0 N = N_тр и значение N_тр по графику(N_тр = 0,0010 ± 0,0002 Н*м)а измеренное значение: N_тр = 0,0011 ± 0,0002 Н*м ; они оказались приблизительно равны, что количественно доказывает справедливость Ib = N – N_тр ; По графику I = 0.0323 Н*м*с²

2) Проверяя теорему Штайнера, мы построили график зависимости I = f(R²). Мы получили прямую, выходящую из точки R = 0 I = I(0), что подтверждает теорему Штейнера I = I(0) + 4mR². Сравнивая I(0) = 0.0037 Н*м*с², I_кр = 0.0032 Н*м*с² и I(0) = I_кр + 4I₀ = 0.0035 Н*м*с² можно утверждать, что теорема Штайнера верна.