Читайте также: |
|
Рис. 1 |
На схеме показаны линейная , угловая скорости материальной точки М, тангенциальное , нормальное , полное , угловое ɛ ускорения.
Схема приведена для случая
равноускоренного движения. Поэтому тангенциальное ускорение направлено по вектору линейной скорости , а угловое ускорение ɛ - по направлению угловой скорости .
В случае равнозамедленного движения ускорения будут направлены противоположно скоростям.
Кинематика вращательного движения описывается линейными и угловыми параметрами, приведенными в табл. 1.
Таблица 1
Параметры | |||
Линейные | Угловые | ||
s-линейное перемещение, м | -угловое перемещение, рад, град | ||
v- линейная скорость,м/с | -угловая скорость, рад/с | ||
an - нормальное ускорение, м/с2 – тангенциальное ускорение, м/с2 а - полное ускорение, м/с2 | ɛ - угловое ускорение, рад/с2 | ||
ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ.
ДВИЖЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ
На рис. 2 приведена схема экспериментальной установки. Груз 1 на нити прикреплен к шкиву 2, насаженному на конец вала 3. На этом же валу установлено колесо 4. Вся конструкция располагается на столе 5.
Перед началом эксперимента нить наматывают на шкив и груз поднимается в исходное положение. В начальный момент времени точка М на ободе шкива имеет следующие кинематические параметры При отпускании груза под действием силы тяжести он перемещается вниз. Натянутая грузом нить раскручивает вал.
Груз с ускорением агр движется равноускоренно вниз до нижнего крайнего положения. Таким образом, груз проходит путь s. Этот же линейный путь s проходит материальная точка М, вращаясь по окружности за несколько оборотов вала.
При вращении по окружности материальная точка М имеет следующие кинематические параметры, отличные от нуля: .
Линейное ускорение груза агр равно тангенциальному ускорению материальной точки М при вращении по окружности.
агр , (1)
Зная путь груза S при равноускоренном движении с учетом v0 = 0 и выражения (1), из формулы
определим тангенциальное ускорение
Скорость материальной точки М в конце движения
Измерив радиус R шкива, можно вычислить:
угловую скорость
,
угловое ускорение
= а/ R,
нормальное ускорение
Полное линейное ускорение
.
Число оборотов N, сделанных шкивом за время перемещения груза
Соответственно угловой путь, пройденный материальной точкой М за
это время, равен
, рад.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Ознакомиться с лабораторной установкой.
2. Измерить штангенциркулем диаметр шкива, на который наматывается нить.
3. Намотать нить с грузом на шкив. Придерживая шкив рукой, зафиксировать верхнее положение груза.
Отпустить шкив и зафиксировать нижнее положение груза. Измерить линейкой расстояние S между верхним и нижним положениями груза. Результат измерения занести в табл. 2.
4. Повторить п. 3 еще 2 раза.
5. С помощью секундомера измерить время t падения груза из верхнего положение в нижнее. Результат измерения занести в табл. 2.
6. Повторить п. 5 еще 2 раза.
7. Обработать результаты измерения s и t по методике прямых измерений. Результаты занести в табл. 2.
d=…, мм; R=…,м Таблица 2
№ опыта | Sx | ɛ | |||||||
S, мм | |||||||||
t, с | |||||||||
n=3, =0,95 | n = 3, p=0,95 |
8. С учетом измеренных значений s и t рассчитать ускорение агр движения
груза. Обработать результат определения агр по методике косвенных измерений.
9. Учитывая, что агр = , рассчитать кинематические параметры движения материальной точки М. Результаты занести в табл. 3.
=,м/с2; t=,с; s=,м; R=,м Таблица 3
v | a | N | ||||
ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
Отчет о работе должен содержать следующее:
1. Название, цель работы.
2 Краткую теоретическую часть, включающую рис. 1 и формулы для определения всех кинематических параметров.
3. Заполненную табл. 2 и расчеты всех входящих величин.
4. Расчет ускорения агр, результат обработки расчета агр по методике косвенных измерений.
5. Заполненную табл. 3 и расчеты входящих параметров.
6. Выводы по работе.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Перечислить кинематические параметры движения материальной точки и их формулы.
2. Пояснить методику обработки результатов прямых измерений.
3. Пояснить методику обработки результатов косвенных измерений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. М.: Высшая школа.1989. 607 с.
2. Савельев И.В Курс обшей физики. В 3-х т. T.l. M.: Наука. 1989.
3. Каримов А.Х., Макаева Р.Х. Вводные работы лабораторного практикума по общей физике /Учебное пособие. Из-во "Экоцентр". Казань. 1998. 19 с.
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. А.Н. Туполева
А.Х.Каримов, Р.Х.Макаева
Дата добавления: 2015-08-02; просмотров: 137 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Введение | | | ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ |