Контрольная работа

Контрольная работа Изучение динамики вращательного движения с помощью маятника Максвелла

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 21.4.2025


Министерство образования РФ

Рязанская государственная радиотехническая академия

Кафедра ОиЭФ

Контрольная работа

«ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МАЯТНИКА МАКСВЕЛЛА»

Выполнил ст. гр. 731

Пантюшин И.А.

Проверил

Рязань 2007г.

Цель работы: Изучение законов вращательного движения, экспериментальное определение моментов инерции сменных колец с помощью маятника Максвелла.

Приборы и принадлежности: установка с маятником Максвелла со встроенным миллисекундомером, набор сменных колец.

Элементы теории

Прибор с маятником Максвелла (и встроенным миллисекундомером) используется для изучения законов вращательного движения. По данным, которые снимаются с прибора, можно определить моменты инерции вращающихся (на установке) тел. На вертикальной стойке основания (с нанесённой на ней миллиметровой шкалой) крепятся два кронштейна. Верхний кронштейн электромагнитом и устройством регулировки бифилярного подвеса (на котором крепиться сам маятник). С помощью электромагнитов маятник со сменными кольцами фиксируется в верхнем исходом положении.

В нижний кронштейн вмонтирован фотоэлектрический датчик. Данный фотодатчик связан с миллисекундометром. Сам нижний кронштейн подвижен.

Введём условные обозначения: m1 - масса стержня с насаженным на него диском; d - диаметр стержня; D1, D2 - внутренний и внешний диаметры сменных колец соответственно; J1 - момент инерции стержня с диском относительно оси О; J -момент инерции сменного кольца относительно той же оси; mS - суммарная масса маятника со сменным кольцом; JS - суммарный момент инерции маятника со сменным кольцом относительно оси О.

Когда маятник находиться в верхнем положении, он обладает потенциальной энергией.

1)

При движении маятника происходит преобразование энергии в кинетическую. Кинетическую энергию маятника, когда он находиться в нижнем положении можно записать так.

2)

Где V2 - поступательная скорость движения центра маятника; w - угловая скорость вращения маятника.

Учитывая закон сохранения энергии

3)

При , получим:

4)

Если маятник опустился на расстояние h за время t, то исходя из кинематических соотношений для равноускоренного движения можно записать следующую формулу.

5)

Выразим JS из (4) и (5).

6)

Учтя JS = J1 + J2 , формулу (6) можно записать так.

7)

Таким образом, измеряя t, h и J1, можно найти момент инерции J сменного кольца.

Расчётная часть

m2, кг

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

, с

0,20

t1, с

2,18

2,11

2,12

2,11

2,16

2,09

2,05

2,06

2,33

2,38

2,16

0,31

t2, с

2,27

2,48

2,28

2,50

2,29

2,37

2,39

2,32

2,33

2,53

2,38

0,41

t3, с

2,48

2,45

2,35

2,33

2,31

2,52

2,37

2,52

2,34

2,51

2,42

Для удобства введём обозначение i – ой величины, для вычисления некоторых величин для i – ого кольца.

Сняв измерения с установки, имеем значения следующих величин:

D1 = 9´10-2 м.; D2 = 13´10-2 м.; (длина хода маятника) h = 0,34 м. при данной погрешности Dh = 2´10-3 м.;

m1 = 0,134 кг.; DmS = 10-3 кг.; d = 10-2 м.; J1 = (1,1 ± 0,1)´10-4 кг´м2.; Dtсист = 5´10-3 с.;

действительные значения времени соответственно серии замеров для каждого из колец (занесены в таблицу).

Найдём погрешность измерения времени (Dt).

При где tс = 2,26

= 0,08 с.

= 0,07 с.

= 0,06 с.

Представим Dtсл, как действительное значение и найдём его по данной формуле от Dt1сл, Dt2сл и Dt3сл.

с.; с.;

Далее вычислим моменты инерции J каждого из сменных колец по формуле (7).

кг´м2.

кг´м2.

кг´м2.

Оценим погрешность найденных значений Ji, используя следующую формулу.

при DJ1 = 10-5 кг´м2.

Учтём, что

Где JS вычисляется по формуле (6). Учтём, что

при c – цена деления прибора которым измерялась величина d.

DJ1 = DJ0 (для погрешности момента инерции маятника без кольца)

= 1,12´10-5 кг´м2.

= 1,26´10-5 кг´м2.

= 1,38´10-5 кг´м2.

Теперь рассчитаем моменты инерции сменных колец по следующей формуле.

кг´м2.

кг´м2.

кг´м2.

Вычислим для каждого кольца погрешность моментов инерции (Jiтеор), найденные по предидущей формуле.

При .

кг´м2.

кг´м2.

кг´м2.

m2, кг

Jэксп, кг´м2

Jтеор, кг´м2

0,2

4,44´10-4 ± 1,12´10-5

6,25´10-4 ± 1,87´10-6

0,31

7,84´10-4 ± 1,26´10-5

9,69´10-4 ± 2,18´10-6

0,41

1,02´10-3 ± 1,38´10-5

1,28´10-3 ± 2,35´10-6


1. Курсовая Разработать программу, моделирующую игру Морской бой
2. Реферат Кредит и займ
3. Реферат на тему Internet Tracking Devices Essay Research Paper Internet
4. Диплом на тему Особенности организации и регулирования деятельности банка на российском рынке ценных бумаг
5. Реферат Молоко молочнокислые продукты
6. Реферат на тему Rock Music Essay Research Paper ROCK
7. Курсовая Расчёт турбогенератора
8. Реферат на тему Античная литература в Древней Греции
9. Контрольная_работа на тему Розробка відомості Прибутки-Збитки по реалізації в Access i Excel
10. Реферат Обыкновенный валёк