Обработка результатов измерений
1. По данным таблицы 6.1 и формулам (6.16) и (6.17) рассчитайте и . Постройте график зависимости () и по графику рассчитайте момент инерции крестовины без грузов . По отклонениям экспериментальных точек от линейной зависимости оцените погрешность расчета . 2. По данным таблицы 6.2 рассчитайте и запишите в таблицу значения момента инерции крестовины при различных положениях грузов. Для каждого R необходимо по формулам (6.16) и (6.17) рассчитать и , а потом момент инерции по формуле . Результаты расчетов сведите в таблицу 6.3, по данным которой постройте график зависимости . По графику определите значение 4 и сравните с известным. Таблица 6.3 – Результаты вычислений
3. Сформулируйте обоснованные выводы о выполнении основного закона динамики вращательного движения и теоремы Штейнера по результатам Ваших измерений. Контрольные вопросы 1. Какое движение называется вращательным, поступательным. 2. Сформулируйте определение абсолютно твердого тела. 3. Сформулируйте определение угловой скорости. Как определяется ее направление? 4. Сформулируйте определение момента инерции материальной точки, тела произвольной формы. Является ли момент инерции аддитивной величиной? 5. Сформулируйте теорему Штейнера. 6. Сформулируйте определение момента силы относительно точки и относительно оси. 7. Сформулируйте определение момента импульса материальной точки относительно точки и относительно оси. Как определяется момент инерции тела конечных размеров. 8. Запишите основное уравнение динамики вращательного движения вокруг неподвижной оси в общем случае и для абсолютно твердого тела.
9. Сформулируйте определение центра масс твердого тела. 10. В чем заключается состояние безразличного равновесия тела. 11. Поему экспериментальная установка называется «маятником» Обербека? 12. При записи какой формулы в теоретическом введении использована теорема Штейнера? Расшифруйте использованные обозначения. 13. Какой смысл имеют слагаемые в уравнении (6.21)? Покажите, как на основе этого соотношения можно получить формулы для момента инерции тонкого стержня и тонкого диска? 14. В чем заключается аналогия величин и формул вращательного и поступательного движений? Лабораторная работа №7: Определение средней длинны свободного пробега и эффективного диаметра молекул воздуха Цель работы: изучение явления внутреннего трения в газах. Оборудование: специальная сосуд с капилляром, закрепленный в штативе, измерительная мензурка, линейка. Краткая теория Находясь в непрерывном тепловом движении, молекулы газа весьма часто (порядка 109 раз в секунду при нормальных условиях) сталкиваются друг с другом. Минимальное расстояние, на которое сближаются при соударении центры двух молекул, называется эффективным диаметром молекулы. За время между двумя последовательными столкновениями молекула в среднем проходит путь , который называется средней длиной свободного пробега. В соответствии с молекулярно-кинетической теорией d и связаны соотношением: , (7.1) где – концентрация молекул газа. За счет участия в хаотическом тепловом движении молекулы газа переходят из одних точек пространства в другие, перенося с собой присущие им массу, энергию и импульс. Это обусловливает возможность существования в газе явлений переноса, а именно диффузии, теплопроводности и внутреннего трения, которые обусловлены неодинаковостью в различных точках пространства соответственно концентрации молекул данногог сорта, средней кинетической энергии молекул и импульса, связанного с их направленным движением.
В частности, явление внутреннего трения проявляется в том, что, если скорость направленного движения молекул в потоке газа меняется от слоя к слою, то на границе между двумя слоями действует сила , (7.2) где – коэффициент внутреннего трения в газе; – градиент скорости в направлении оси z, перпендикулярной к поверхности раздела слоев; – площадь поверхности, к которой приложена сила . Коэффициент внутреннего трения определяется выражением , (7.3) где – плотность газа; – средняя скорость теплового движения молекул. На основе формул (7.2) и (7.3) можно получить соотношения, позволяющие по экспериментально измеряемым макроскопическим величинам вычислять микроскопические параметры и .
Читайте также: I. Показатели, характеризующие состояние факторов среды обитания и достижение конечных общественно значимых результатов Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|