Читать практическое задание по физике: "Изучение кинематики и динамики вращательного движения твердого тела" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Лабораторная работа

ИЗУЧЕНИЕ КИНЕМАТИКИ И ДИНАМИКИ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЁРДОГО ТЕЛА Введение Цель работы: проверка уравнений равноускоренного вращательного движения твердого тела и основного закона вращательного движения.

Приборы и принадлежности: лабораторный комплекс ЛКМ-6 с грузами массой в интервале от 50г до 250г, цилиндрами с массой 502.5г, поворотным столиком, градусной шкалой, стойкой для крепления роликов, фотоэлектронным датчиком поворота основной платформы, электронным секундомером.

Кинематика и динамика вращательного движения твердого тела Механическое движение - простейшая форма движения материи, состоящее в перемещении тел или их частей друг относительно друга в пространстве с течением времени.

Под абсолютно твердым телом подразумевается такое тело, которое можно рассматривать как систему материальных точек, расстояние между которыми не изменяется как при движении тела, так и при воздействии на него внешних сил.

Поступательное движение твердого тела - это такое движение, при котором любая прямая, жестко связанная с телом, остается параллельной самой себе. Поступательное движение твердого тела будет прямолинейным, если траектории всех его точек - параллельные прямые линии; криволинейным, если траектории произвольной формы

Вращательным движением твердого тела вокруг неподвижной оси называется такое его движение, при котором все точки тела описывают окружности в плоскостях, перпендикулярных к оси вращения, причем центры окружностей лежат на этой оси.

Для кинематического описания вращения твердого тела удобно использовать угловые величины: угловое перемещение Δφ, угловую скорость ω: и угловое ускорение ε

В этих формулах углы выражаются в радианах. При вращении твердого тела относительно неподвижной оси все его точки движутся с одинаковыми угловыми скоростями и одинаковыми угловыми ускорениями. За положительное направление вращения обычно принимают направление против часовой стрелки.

Рис. 1. Вращение диска относительно оси, проходящей через его центр O При малых угловых перемещениях Δφ модуль вектора линейного перемещения некоторого элемента массы Δm вращающегося твердого тела выражается соотношением: Δs = rΔφ, где r - модуль радиус-вектора (рис. 1.). Отсюда следует связь между модулями линейной и угловой скоростей: υ = rω, и между модулями линейного и углового ускорения:

= aτ = rε.

Векторы и направлены по касательной к окружности радиуса r. Следует вспомнить, что при движении тела по окружности возникает также нормальное или центростремительное ускорение, модуль которого есть Разобьем вращающееся тело на малые элементы Δmi. Расстояния до оси вращения обозначим через ri, модули линейных скоростей - через υi. Тогда кинетическую энергию вращающегося тела можно записать в виде: Физическая величина зависит от распределения масс вращающегося тела относительно оси вращения. Она называется моментом инерции I тела относительно данной оси: В пределе при Δm → 0 эта сумма переходит в интеграл. Единица измерения момента инерции в СИ - килограмм-метр в квадрате (кг∙м2). Таким образом, кинетическую энергию твердого тела, вращающегося

Похожие работы