Материал: Плясов Лабораторныы практикум Мекханика твердого тела 2015

6. Повторить еще четыре раза измерение величин t51, Φ51 со- гласно рекомендациям в п.5 (с тем же начальным значением угла

Φ01 ).

Таблица 1.23.2

7. Для двух новых значений угла Φ0 , выбранных согласно ре-

комендации в п.4 (причем, Φ02 ≠ Φ03 ≠ Φ01 ), повторить измерения пар величин Φ52 , t52 и Φ53 , t53 соответственно и результаты изме- рений занести в табл. 1.23.1 и 1.23.2.

8. Повторить все измерения, изложенные в пп.5-7, для двух но- вых углов наклона плоскости качения: β = 45° , β = 60° ; при этом

сохранить ранее выбранные и использованные значения угла Φ0 :

Φ01 , Φ02 , Φ03 .

9.Измерить по n = 5 раз (для каждого из ранее выбранных и ис-

пользованных значений начального угла отклонения Φ01 , Φ02 , Φ03 ) время полных пяти колебаний наклонного маятника при угле наклона плоскости качения наклонного маятника β = 0° (при этом угле наклона сила трения качения равна нулю).

151

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРНИЙ

1. Для каждой однотипной серии измерений величины Φ5i (при

Результаты вычислений занести в табл.1.23.1. В качестве абсолют- ной погрешности измерений (δφ5i ) величины δφ5i берется поло-

вина цены деления шкалы на плоскости качения наклонного маят- ника, т.е.

(δφ5i )= 0,5 ΔΦ = 0,1ΔΦ . n

2. Определить по формулам (1.23.20) и (1.23.21) коэффициент трения качения γ i и его погрешность для всех однотипных экспе-

риментов. Принять за β половину цены деления шкалы устрой- ства, которое устанавливает и фиксирует угол наклона β плоско-

наклонного маятника и его погрешность. В качестве погрешности измерения времени n = 5 колебаний t5i взять приборную по- грешность секундомера, если его показания в пределах однотипной серии измерений (состоящей из n измерений) отличается единицей в последней значащей цифре. В противном случае воспользоваться методом Корнфельда.

4. На одном листе в одних координатных осях построить графики зависимости коэффициента трения качения γ от начального угла

отклонения Φ0 для каждого значения угла наклона плоскости β .

5. На одном листе в одних координатных осях построить графики зависимости коэффициента трения качения γ от угла наклона плос- кости β для каждого значения начального угла отклонения Ф0.

152

6. По формулам (1.23.24) и (1.23.25) рассчитать ускорение сво-

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

1. В заключении к работе должны быть представлены:

- графики зависимости коэффициента трения качения γ от начального угла отклонения Ф0 для каждого значения угла наклона плоскости β ;

- графики зависимости коэффициента трения качения γ от угла наклона плоскости β для каждого значения начального угла от- клонения Ф0.

2.Сделать вывод, можно ли по результатам опыта заключить, что коэффициент трения качения зависит от угла наклона плоско- сти и от начального угла отклонения маятника. В случае обнару- жения какой-то из этих зависимостей указать качественно ее ха- рактер.

3.Привести полученное значение ускорения свободного паде- ния тел g согласно формулам (1.23.27) и (1.23.28). Сравнить его с

табличным значением.

Табличные значения

153

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Укажите физические причины возникновения силы трения качения.

2.От каких физических величин зависит сила трения качения?

3.В каких единицах измеряется коэффициент трения качения?

4.Какие измерения в данной работе являются прямыми, какие – косвенными? Как определяются погрешности прямых измерений?

5.Зачем нужна формула, связывающая коэффициент трения ка- чения с убылью угла отклонения нити наклонного маятника за n полных колебаний?

6.Укажите возможные систематические ошибки при экспери- ментальном определении коэффициента трения качения с помо- щью наклонного маятника.

7.Можно ли, модернизировав экспериментальную установку, избавиться (в принципе) от указанных вами систематических оши- бок или уменьшить их влияние на результаты эксперимента?

8.Формула (1.23.12) получена при существенном упрощении модели взаимодействия шара и наклонной плоскости и справедли- ва лишь при малых деформациях указанных тел. Тем не менее, формула (1.23.12) качественно правильно описывает зависимость силы трения качения от величины силы нормального давления N шара на плоскость и радиуса R шара и при больших деформациях соприкасающихся тел. Объясните, почему.

154

Лабораторная работа 1.24

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ПУЛИ С ПОМОЩЬЮ БАЛЛИСТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА

Цель: изучение законов динамики вращательного движения тел, определение скорости пули.

Оборудование: баллистический маятник, снаряд.

ВВЕДЕНИЕ

Существуют несколько методов определения скорости пули. С одним из них – баллистическим, – основанным на применении законов динамики вращательного движения тел, мы ознакомимся в этой работе.

На рис.1.24.1 дана принципиальная схема баллистического ма- ятника (а – вид сбоку, б – вид сверху).

Рис. 1.24.1

Баллистический маятник – это жестко закрепленный на верти- кальной неподвижной оси 1 горизонтальный стержень 2. Вдоль стержня 2 могут свободно перемещаться и фиксироваться с помо- щью прижимных винтов грузы 3. Эти грузы имеют цилиндриче- скую форму и соосны со стержнем 2. Сама ось 1 баллистического маятника – это проволока с жестко закрепленными концами. Эта проволока обладает способностью закручиваться при повороте

155