Лабораторная работа №
6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ ТЕЛЕЖКИ, ВХОДЯЩЕЙ В МЕХАНИЧЕСКУЮ СИСТЕМУ
Цель работы
- определить ускорение поступательного движения тела при применении .общего уравнения динамики.
Описание установки
Тележка I с колесами 2, которая помещается на горизонтальной плоскости, двух блоков 3 и 4 с неподвижными осями, установленными на штативе б, и груза 5, а также нити, перекинутой через блоки, которая соединяет тележку с грузом, секундомер, линейка, весы.
Ф1
=m1
a- сила инерции тележки
- момент сил инерции колеса тележки
- момент сил инерции неподвижного блока 3
- момент сил инерции неподвижного блока 4
- сила инерции груза 5
- момент инерции относительно осей вращения тел
- соответствующие угловые ускорения
- линейное ускорение груза и тележки
Теоретические основы
Общее уравнение динамики
(1)
;
;
После подстановки значений сил инерции (1) будет
(2)
Имея в ввиду, что
из (2) и
(і=2,3,4), получим:
(3)
Порядок выполнения работы
1. Подготовить установку к работе. Измерить массы грузов, как основных, так и дополнительных, для двух опытов. Внести данные в таблицу.
Неизменяемые массы, кг
|
m2
= m3
= m4
=
|
Определение случайной погрешности
|
Номер опыта
|
1
|
2
|
изменяемые массы
|
m1
= m5
=
|
m1
= m5
=
|
номер измерений
|
ti
, c.
|
ti
, c.
|
ai
, м/с2
|
(ai
-a), м2
/с4
|
1
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
|
6
|
|
|
|
|
7
|
|
|
|
|
8
|
|
|
|
|
9
|
|
|
|
|
10
|
|
|
|
|
n =10
|
t1
=
|
t2
=
|
a =
|
Sa
=
|
2. Отметить и измерить путь
, проходимый тележкой. Приготовить прибор для измерения времени. Сделать пробные замеры времени прохождения тележкой отмеченного пути.
3. Провести в опытах №1 и №2 2 серии измерений
- времени прохождения тележкой пути
при различных значениях грузов
и
. Данные занести в таблицу. Предпочтительное число измерений в каждом опыте
. определить средние арифметические
и .
4. Определить экспериментальные значения ускорения тележки
и
в опытах №1 и №2 по формуле
(3.4)
5. Вычислить по формуле (3.3) соответствующие данным опытам теоретические значения ускорения тележки
и
.
6. Определить отклонения экспериментального значения ускорения тележки от теоретического для каждого опыта:
7. Определить среднее по двум опытам значение отклонения
как систематическую погрешность измерений.
8. Вычислить случайную погрешность ускорений по какой-либо одной из двух серий измерений (на выбор). Для этого нужно каждое значение
из выбранной серии подставить в формулу (3.4), получить ряд значений
, вычислить их среднее арифметическое
, отклонения от среднего
, квадраты этих отклонений
и, наконец, вычислить стандарт среднего арифметического по формуле:
(3.5)
как случайную погрешность измерений. Все данные занести в таблицу.
9. Вычислить полную погрешность измерений по формуле:
10. Представить результаты измерения ускорения тележки в виде:
Опыт №1
;
Опыт №2
;
где
и
– относительные погрешности измерений в опытах №1 и №2.
|