fiza5, laboratorium fizyczne, Laboratorium semestr 2 RÓŻNE


Tatiana Zaszkowska 28 III 2001

Ćwiczenie nr 5

Temat: Badanie ruchu obrotowego bryły sztywnej i wyznaczanie momentu bezwładności przyrządu - wahadło Oberbecka.

Tabela pomiarów:

0x08 graphic

Teoria:

Pierwsza zasada dynamiki ruchu obrotowego

Bryła sztywna nie poddana działaniu momentu siły pozostaje nieruchoma lub wykonuje ruch obrotowy jednostajny.

Druga zasada dynamiki ruchu obrotowego

Bryła, na którą działa moment siły porusza się ruchem obrotowym przyspieszonym. Zatem moment siły działającej na bryłę sztywną jest równy iloczynowi momentu bezwładności I tej bryły i jej przyspieszenia kątowego.

0x01 graphic

Trzecia zasada dynamiki ruchu obrotowego

Jeżeli na bryłę A działa bryła B pewnym momentem siły, to bryła B działa na A momentem równym co do wartości, lecz o przeciwnym znaku.

Zasada zachowania pędu

Jeżeli moment sił działających na bryłę jest równy 0, to pęd jest zachowany.

0x01 graphic

Momentem bezwładności bryły względem danej osi nazywamy sumę iloczynów mas poszczególnych punktów bryły i kwadratów ich odległości od danej osi.

0x01 graphic

Opis metody:

Wahadło Oberbecka ma kształt krzyżaka, na którego ramionach osadzone są walce. Na oś krzyżaka o promieniu r nawija się sznurek. Na końcu sznurka zamocowany jest ciężarek o masie m. Mierząc czas opadania ciężarka na drodze h wyznaczamy moment bezwładności ze wzoru:

0x01 graphic

Moment siły działającej na oś krzyżaka jest równa iloczynowi siły naciągu nici i promienia osi. Jest równy także z II zasady dynamiki iloczynowi momentu bezwładności i przyspieszenia kątowego.

0x01 graphic
, gdzie 0x01 graphic

Zatem:0x01 graphic

Ciężarek opada pod wpływem siły ciężkości ruchem jednostajnie przyspieszonym. Całkowita siła działająca na ciężarek wynosi: 0x01 graphic
oraz 0x01 graphic
.

Wysokość można wyrazić jako długość sznurka owiniętego N razy na osi o promieniu r:

0x01 graphic

Podstawiając otrzymujemy powyższy wzór roboczy.

Obliczenia:

Średni promień walca:

0x01 graphic

Moment bezwładności przyrządu:

0x01 graphic

SZACOWANIE NIEPEWNOŚCI POMIARÓW

Niepewność całkowita dla m:

0x01 graphic

Niepewność całkowita dla r:

0x01 graphic

Niepewność całkowita dla g:

0x01 graphic

Niepewność całkowita dla t:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Wartości pochodnych cząstkowych I względem poszczególnych zmiennych:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Niepewność całkowita dla I:

0x01 graphic

Niepewność rozszerzona ( dla 0x01 graphic
=0,95 k=2 ) wynosi:

0x01 graphic

Ostateczny wynik :

0x01 graphic

Wnioski:

Z wykresu zależności N ( t2 ) wynika, że ciężarek opadał ruchem jednostajnie prostoliniowym ze stałym przyspieszeniem a. Wartość przyspieszenia jest równa tangensowi kąta nachylenia prostej do osi OX. Można ją obliczyć ze stosunku 0x01 graphic
do 0x01 graphic
. Niektóre punkty na wykresie nie należą do prostej. Wynika to być może z tego, że czasy opadania ciężarka zostały zmierzone niedokładnie.

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
laborka na za tydzień, laboratorium fizyczne, Laboratorium semestr 2 RÓŻNE
WYZNACZANIE CIEP A MOLOWEGO, laboratorium fizyczne, Laboratorium semestr 2 RÓŻNE
01, laboratorium fizyczne, Laboratorium semestr 2 RÓŻNE
PR FALI, laboratorium fizyczne, Laboratorium semestr 2 RÓŻNE
NAPI C 1, laboratorium fizyczne, Laboratorium semestr 2 RÓŻNE
Ćw 12 a, laboratorium fizyczne, Laboratorium semestr 2 RÓŻNE
Wyznaczanie równoważnika elektrochemicznego miedzi, laboratorium fizyczne, Laboratorium semestr 2 RÓ
37 - wersja 1, laboratorium fizyczne, Laboratorium semestr 2 RÓŻNE
CPCV, laboratorium fizyczne, Laboratorium semestr 2 RÓŻNE
Ćw. 1, laboratorium fizyczne, Laboratorium semestr 2 RÓŻNE
Wahadło torsyjne, laboratorium fizyczne, Laboratorium semestr 2 RÓŻNE
teoria do 6, laboratorium fizyczne, Laboratorium semestr 2 RÓŻNE
ćw 5, laboratorium fizyczne, Laboratorium semestr 2 RÓŻNE
fiz. 1, laboratorium fizyczne, Laboratorium semestr 2 RÓŻNE

więcej podobnych podstron