твердого тела

Лабораторная работа №6

Исследование динамики поступательно-вращательного движения

твердого тела

1. Используя одну из высот и время падения с нее маятника в данной работе, выведите формулу для расчета линейного и углового ускорения маятника в этот момент времени.

2. Используя одну из высот и время падения с нее маятника в данной работе, выведите формулу для расчета линейной и угловой скорости маятника, а также частоту n его вращения в этот момент времени.

3. В маятнике Максвелла диск, имеющий массу m и радиус R, насажен на ось радиусом r.. Не учитывая силы сопротивления и момент инерции оси, определите ускорение поступательного движения маятника.

4. Докажите уравнения связи между линейными и угловыми величинами при вращательном движении тела , , , . Каков смысл входящих в эти выражения параметров?

5. Как связаны следующие параметры . Одинаковы ли значения величин относительно параллельных осей вращения?

6. Полная кинетическая энергия W диска, катящегося по горизонтальной поверхности, равна 24 Дж. Определите кинетическую энергию W_п поступательного и Wв вращательного движения диска.

7. Используя одну из высот и время падения с нее маятника в данной работе, выведите формулу для расчета угла поворота и число оборотов N, которое сделает маятник за это время.

8. Сделайте упрощенный рисунок маятника, используемого в данной работе, и укажите на нем все силы, действующие на него. Какая из сил на рисунке играет роль силы трения качения?

9. Чему равна работа силы, играющей роль силы трения качения в данной работе, если проскальзывание между нитью и стержнем отсутствует?

10. Объясните, почему возможно применение закона сохранения механической энергии для описания движения маятника, и на каком участке его движения.

11. Напишите закон сохранения механической энергии для маятника в данной лабораторной работе. Объясните параметры, входящие в этот закон.

12. Зная закон сохранения механической энергии маятника Максвелла, выведите вытекающее из него выражение для ускорения его падения.

13. Рассчитайте величину силы натяжения нити маятника Максвелла.

14. Используя теоретическое значение момента инерции маятника , рассчитайте ускорение падения маятника.

15. В маятнике Максвелла диск, имеющий массу m и радиус R, насажен на ось радиусом r. Не учитывая силы сопротивления и момент инерции оси, определите силу натяжения нити.

16. Каким образом можно оценить количество теплоты, выделяющееся при рывке маятника в данной работе?

17. На однородный сплошной цилиндрический вал радиуса R намотана легкая нить, к концу которой прикреплен груз массой m. Груз, разматывая нить, опускается с ускорением a? Определите массу вала m_1.

18. Полная кинетическая энергия W шара, катящегося по горизонтальной поверхности, равна 35Дж. Определите кинетическую энергию W_п поступательного и Wв вращательного движения шара.

19. По горизонтальной плоскости катится диск радиусом R со скоростью V. Чему равна его кинетическая энергия?

20. Начертите графики зависимости потенциальной и кинетической энергии шарика массой m, брошенного вертикально вверх с начальной скоростью V₀ в зависимости от высоты подъема.

21. Начертите графики зависимости потенциальной и кинетической энергии шарика массой m, брошенного вертикально вверх с начальной скоростью V₀ в зависимости от времени движения.

22. Объясните физический смысл понятий работы и энергии.

23. Как определяется работа при поступательном и вращательном движении?

24. Приведите примеры совершения положительной и отрицательной работы.

25.. Шар массой m, катящийся без скольжения, ударяется о стенку и откатывается от нее. Скорость шара до удара о стенку V₁, после удара V₂. Какое количество теплоты выделится при ударе?

26. На однородный сплошной цилиндрический вал радиуса R намотана легкая нить, к концу которой прикреплен груз массой m. Груз, разматывая нить, опускается с ускорением a? Определите момент инерции J вала.