Теория метода и Описание установки

Исследуемое тело (шар, сплошной цилиндр, полый цилиндр) в точке А обладает запасом потенциальной энергии E_p=mgh. В точке В тело приобрело кинетическую энергию поступательного движения и вращательного движения (рис 4).

По закону сохранения энергии: . В данной работе скорость υ тела в точке В находят экспериментальным путем и теоретически по формуле (1). Определить скорость тела теоретически можно из закона сохранения энергии и соотношения . Получим формулу: где . (R) - радиус испытуемого тела, w - его угловая скорость в точке В. При вычислении скорости следует брать момент инерции:

- для сплошного цилиндра.

- для тонкостенного полого цилиндра.

- для шара.

Подставляя значения I находят значения k для всех тел. Из формулы (1), зная высоту наклонной плоскости, определяют скорость υ _т.

Экспериментальное определение скорости проводят следующим образом. В точке В тело имеет скорость, проекции которой в горизонтальном и вертикальном направлениях равны: , (рис. 4). Отрезки х и у могут быть определены из законов поступательного движения. В нашем случае ;

(3); где х - горизонтальное перемещение СД тела, у - путь проходимый телом по вертикали ВС.

Время перемещения тела по СД и ВС одинаково и равно , отсюда искомая величина скорости (4). Из формулы (3) найдем время (5) и подставим в формулу (4). После подстановки получим окончательное выражение для определения скорости тела экспериментальным путем: .