№3 Зертханалық жұмыс
Көлбеу науамен сырғанайтын дененің қозғалысын оқып үйрену
Жұмыстың мақсаты: Қатты дененің айналмалы қозғалысын зерделеу. Дененің инерция моментін тәжірибелік әдіспен анықтау.
Құрал жабдықтар: Көлбеу науа, шариктер, сызғыш, штангельциркуль, электрондық таразы, электрондық секундомер.
Болжам: егер шар науамен сырғанамай домалайтын болса? Ол науа бойымен бір қалыпты үдемелі қозғалады.
Қысқаша теория
Науа бойымен қозғалатын шариктің қозғалысын ілгерілемелі және айналмалықозғалыстардың жиынтығы деп қарастырамыз.
Шардың бастапқы жене соңғы күйлері үшін энрегияның сақталы заңы:
ΔЕпот= –ΔЕкин = –(ΔЕкі + ΔЕка)
(1)
Шардың инерция моментінің теорилық өрнегі
Jтеор= 2/5(mr2)
Шардың жылдамдығын кинаматикалық қатыстардан табамыз, бастапқы жылдамдық нолге тең, сондықтан:
(2)
Тәжірибені жүргізу
https://www.youtube.com/watch?v=VX4YvsfO_XM
1. Алдын ала шарик массасы мен радиусын анықтаймыз [1]
2. Науаны шарик сырғанамай домалайтын бұрышпен орналастыру керек (бұрыш үлкен болса шар сырғанап кетеді).
3. Уақытты өлшейтін бергіштерді (датчиктерді) орналастыру керек [1]
4. Бірінші бергіш биіктігін өлшейміз [1]
5. Екі бергіш арасы S -ті өлшейміз [1]
6. Бірінші бергіш тұрған тұстан шарикті жайлап қоя береміз
7. Шариктің S қашықты жүріп өту уақытын жазып аламыз
8. Нәтижені кестеге енгіземіз [1]
9. 6-8 пнкттерді 5 рет қайталаймыз [3]
|
m, кг
|
r, м
|
h, м
|
S, м
|
ti,с
|
,с
|
Δt,с
|
υ, м/с
|
Δυ, м/с
|
, кг·м2
|
ΔJ,
кг·м2
|
J,
кг·м2
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
3
|
|
4
|
|
5
|
|
Тәжірибе деректерін өңдеу
https://www.youtube.com/watch?v=Izs7156v7y4
1. Уақыттың орташа мәнін анықтау
= (t1+t2+t3+t4+t5)/5
[1]
2. Уақыт қателігі тікелей өлшеу қателігін анықтау тәсілімен есептеледі (абсолют қателік арқылы)
3. (2) формуланы қолданып шариктің соңғы жылдамдығы анықтаймыз.
Жылдамдық қателігі салыстырмалы қателік арқылы анықталады:
[1]
4. (1) формуланы қолданып шариктиң инерция моментінің орташа мәнін анықтаймыз.
Инерция моментінің қателігін салыстырмалы қателік арқылы бағалауға болады
(3)
[1]
5. Соңғы нәтижені J = ± ΔJ түрінде жазу [1]
Қорытынды жазу
1. Алынған нәтиже мен тәжірибе жүргізу тәсілін бағалау [1]
2. Инерция моментінің тәжірибеден алынған мәнін теориялық мәнімен салыстыру. [1]
3. Тәжірибені жақсартудың тәсілін ұсыну [1]
Барлығы 15 балл
Бақылау сұрақтары
Айналмалы қозғалатын қатты дененің кинетикалық энергиясы
Инерция моменті
Штейнер теоремасы
Шардың, цилиндрдің, стерженнің, дискінің, сақинаның инерция моменттері
Айналмалы қозғалыс үшін энергияның сақталу заңы
Жанама және тікелей өлшеудің қателіктерін анықтау тәсілдері
(3) формуланы негіздеу
Достарыңызбен бөлісу: |
