" Проверка сохранения момента импульса"



Скачать 43.21 Kb.
Дата22.04.2013
Размер43.21 Kb.
ТипЛабораторная работа
Министерство высшего образования РФ

Ижевский государственный технический университет

Кафедра ”Физика”

Лабораторная работа №10


На тему: “ Проверка сохранения момента импульса”

Выполнил: студент группы




Проверил:

Ижевск ,

Цель работы: определить момент инерции и угловую скорость электродвигателя. Проверить закон сохранения импульса.
Теоретическая часть:
1. Вращательным называют движение, при котором все точки тела движутся по окружности, центры которых лежат на одной прямой, называемой осью вращения. Окружности, по которым движутся точки, лежат в плоскости перпендикулярных к этой оси. Кинематической характеристикой направления и быстроты вращения тела служит угловая скорость равная отношению вектора элементарного поворота тела к продолжительности этого поворота.



направлен вектор вдоль оси вращения. Изменение угловой скорости со временем характеризуется векторной величиной .

,

которая называется угловым ускорением. Динамическими характеристиками вращательного движения являются момент силы, момент импульса и момент инерции.

Моментом силы относительно точки называется векторное произведение радиуса вектора на силу.



моментом импульса материальной точки относительно точки называется векторное произведение: , где р - импульс материальной точки.

Скалярная физическая величина Ii, равная произведению массы материальной точки mi на квадрат расстояние её от оси вращения называется моментом инерции материальной точки.

Ii=miRi2

2. Закон сохранения момента импульса: в замкнутой системе тел суммарный момент импульса всех тел, составляющих данную систему, остается постоянным какие бы взаимодействия между этими телами не происходили.



3. Прибор ФП-102А состоит из основания, рамы, электродвигателя. При нажатии кнопки на коллектор двигателя подается напряжение, в результате чего якорь электродвигателя приходит во вращение.
При освобождении кнопки напряжение с коллектора снимается, якорь продолжает вращение по инерции и за счет взаимодействия магнитных полей якоря и статора, увлекает во вращательное движение статор и связанную с нем жесткую раму. Для определения момента инерции Iс системы используют маятник, который закрепляют на оси рамы. При колебании маятника вместе с ним совершают колебания рама и жестко связанный с ней якорь и статор электродвигателя. Период колебаний может быть вычислен по формуле для периода колебаний физического маятника

,

где I- момент инерции (I=Ic + Il +Iг )

M- суммарная масса (М= mc + ml + mг)

lц- расстояние от центра тяжести массы M до оси вращения.

Момент инерции стержня .

Момент инерции груза вычислим по теореме Штейнера



Значение lц можно рассчитать по формуле ,

так как стержень закреплен на середине, то .

Подставим в уравнение, преобразуем и получим:

Предполагая, что вращение рамы после отключения напряжения происходит равно замедленно, угловую скорость можно вычислить по формуле , где N- число оборотов рамы до полной остановки, t-время вращения рамы.
Обработка результатов, расчет погрешностей.
ml = 20гр. = 0,02 кг.

m = 50гр. = 0,05 кг.

l = 37см. = 0,37 м.

r = 15см. = 0,015 м.

  1. Определение момента инерции Ic при различный значениях угла .

= 00; с.; с.;

кг.м.2

= 300; с.; с.;

кг.м.2

= 450; с.; с.;

кг.м.2

= 600; с.; с.;

кг.м.2

Рассчитаем погрешность в измерении Ic для угла  = 450 по формуле




m и l – приборные погрешности.
;

с.

км.м2

Ic=37,73,1 кг.м2
Момент инерции системы не зависит от положения оси вращения.

2. Определение начальной угловой скорости рамы р для различных значениях угла .

=00 ; Nср=93,6 tср=48,6с.

рад./с.

=450 ; Nср=28,6 tср=26,2с.

рад./с.

=300 ; Nср=55,2 tср=36,4с.

рад./с.

=600 ; Nср=12 tср=16,6с.

рад./с.

Рассчитаем погрешность для угла  = 450 по формуле



N и t - случайные погрешности.

;

рад./с.

=13,70,6 рад./с.

Угловая скорость зависит от угла . Чем больше угол, тем меньше угловая скорость.


3. Проверка закона сохранения момента импульса.

=00 ;

=300 ;

=450 ;

=600 ;

Рассчитаем погрешность для угла  = 450 по формуле



Lc =0,0510,005

Построим график зависимости Lc=f(cos)



Покажем, что равенство выполняется

0,047=0,042=0,072

Закон сохранения импульса выполняется.
Вывод: в ходе работы определили момент инерции и угловую скорость электродвигателя. Закон сохранения импульса выполняется.

Похожие:

\" Проверка сохранения момента импульса\" iconЗакон сохранения момента импульса план 1 Определение 2 Частный случай сохранения 3 Закон сохранения момента импульса для одного тела 4 Иллюстрация
Этот закон следует из изотропности нашего пространства, т е. из одинаковости его свойств по любому направлению. Иначе говоря, поворот...
\" Проверка сохранения момента импульса\" iconЛабораторная работа №3 Проверка закона сохранения импульса Бригада
Цель работы: проверить выполнения закона сохранения импульса при упругом и неупругом столкновении шаров
\" Проверка сохранения момента импульса\" iconЗакон сохранения момента импульса Цель : экспериментально проверить выполнение закона сохранения момента импульса при неупругом взаимодействии физических маятников, оценить погрешность измерений. Оборудование
Цель: экспериментально проверить выполнение закона сохранения момента импульса при неупругом взаимодействии физических маятников,...
\" Проверка сохранения момента импульса\" iconЛекции. Момент импульса
Момент импульса. Момент силы. Момент инерции тела вращающегося вокруг фиксированной оси. Теорема Гюйгенса — Штейнера. Кинетическая...
\" Проверка сохранения момента импульса\" iconЗаконы сохранения импульса, момента импульса, энергии. Их связь с однородностью пространства
Малые колебания системы материальных точек. Свободные колебания. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Явление резонанса
\" Проверка сохранения момента импульса\" iconУрок по физике: Импульс. Закон сохранения импульса
Дать понятие импульса тела; изучить закон сохранения импульса тела; учиться решать задачи
\" Проверка сохранения момента импульса\" iconM=J, где м  момент силы M=[ r  f ], j 
М(внешн)=0 закон сохранения момента импульса кинетическая энергия вращающегося тела
\" Проверка сохранения момента импульса\" iconЗакон сохранения момента инерции и момента импульса
На барабан радиусом R=0,5 м и с горизонтальной осью вращения намотан шнур, к концу которого привязан груз массой m = 10 кг. Найдите...
\" Проверка сохранения момента импульса\" iconЗакон сохранения импульса (Урок с использованием оборудования l-микро) Цель урока: Обучения раскрыть содержание закона сохранения импульса. Воспитания эстетическое воспитание через демонстрацию опытов. Развития
Этот закон в живой природе и как он применяется в авиационной и космической технике
\" Проверка сохранения момента импульса\" iconИМ. Зайнаб биишевой
Основные понятия классической механики и законы Ньютона. Законы изменения и сохранения импульса, момента количества движения и энергии...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org