IV. Выполнение работы. 1. Приготовить таблицу 1 по прилагаемой форме

1. Приготовить таблицу 1 по прилагаемой форме.

Таблица 1

№ опыта	r (м)	m (кг)	H1 (м)	H2 (м)	t (с)	Fтр (H)	J (кг м2)
1.
2.
3.
4.
5.

2. Приготовить установку к работе (она изображена на рис.1). Для чего:

а) включить в розетку вилки секундомера и осветителя.

б) панель с осветителем и фотоэлементом поставить на пол, совместив ее с прямоугольником, очерченным на полу.

3. Измерить штангенциркулем диаметр шкива (2), на который наматывается нить. Величину его радиуса r записать в таблицу.

4. К свободному концу нити (6) подвесить груз (7), (масса груза указана на самом грузе, ее записать в таблицу).

5. Поворотом маховика (1) намотать нить на шкив ровным слоем.

6. В верхнем положении маховик застопорить стопорной пластиной (4). Она укреплена на кронштейне за маховиком, а на ободе маховика сделаны два симметричных шлица (3). Там же, рядом со стопорной пластиной, укреплена контактная пластина (5) выключателя секундомера. Ее отогнуть из вертикального до горизонтального положения и подвести под стопорную пластину.

7. Высоту поднятия груза H₁ измерить по линейке и записать в таблицу.

8. Проверить готовность секундомера к работе, для чего нажать кнопку под секундомером. Если он не заработал, значит, установка готова к работе. Если секундомер заработал, нужно улучшить контакт между стопорной и контактной пластинами.

9. Поворотом ручки на секундомере против часовой стрелки установить стрелки секундомера на нуль.

10. После чего пустить установку, для чего с помощью нити (8) выдернуть стопорную пластину. Груз начнет опускаться и одновременно включится секундомер.

11. В нижнем положении груза секундомер выключится. Колесо, вращаясь по инерции, поднимется па высоту H₂. Когда груз остановится, придержать маховик рукой и измерить высоту H₂ (результат занести в таблицу 1).

12. Снять показания секундомера (время падения груза) и записать в таблицу.

13. Повторить опыт еще два раза.

14. Сменить груз и проделать еще три опыта.

15. По формулам (9) и (15) определить силу трения в опорах и момент инерции маховика для каждого измерения, то есть шесть значений.

16. Найти среднее значение F_{mp cp} и J_cp.. Рассчитать для них погрешности.

V. Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1. Краткое теоретическое описание и все рабочие формулы, необходимые для расчета.

2. Результаты измерений (таблица).

3. Расчеты момента инерции и силы трения.

4. Выводы.

VI. Контрольные вопросы

1. Что называется угловым ускорением, угловой скоростью вращательного движения?

2. Что называется моментом силы, вращающимся моментом?

3. Что называется моментом инерции и моментом импульса материальной точки, тела?

4. Сформируйте основной закон динамики вращательного движения.

5. Сформулируйте теорему Штейнера.

6. Сформулируйте законы сохранения импульса, энергии.

7. Записать формулу кинетической энергии вращения тела вокруг неподвижной оси.

8. Диск массой 2 кг катится без скольжения по горизонтальной плоскости со скоростью 4 м/с. Найдите кинетическую энергию диска.

9. Диск диаметром 60 см и массой 1 кг вращается вокруг оси, проходящей через центр перпендикулярно к его плоскости с частотой 20 об/с Какую работу надо совершить, чтобы остановить диск?

10. Кинетическая энергия вала, вращающегося с частотой 5 об/с, равна 60 Дж. Найдите момент импульса вала.

11. Медный шар радиусом 10 см вращается с частотой 2 об./с вокруг оси, проходящей через его центр. Какую работу надо совершить, чтобы увеличить угловую скорость вращения шара вдвое?

12. К ободу однородного сплошного диска массой 10 кг посаженного на ось, приложена постоянная касательная сила 30 Н. Определите кинетическую энергию через 4 с после начала действия силы.

13. Полная кинетическая энергия диска, катящегося по горизонтальной поверхности, равна 24 Дж. Найдите кинетическую энергию поступательного и вращательного движения диска.