Краткая теория эксперимента

С ПОМОЩЬЮ ПРИБОРА ОБЕРБЕКА

ДИНАМИКИ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНОГО ЗАКОНА

Первая помощь при ПОРАЖЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

Электротравмы человек может получить в момент неосторожного контакта с источниками и проводниками электричества. Реакция организма человека зависит от мощности тока, прошедшего через тело. Симптомами поражения электрическим током является расстройство дыхания, падение пульса, судорожные сокращения мышц, потеря сознания, остановка сердца, ожоги на участках непосредственного контакта с электросетью.

Первая доврачебная помощь должна быть начата с немедленного прекращения воздействия электрического тока на пострадавшего, для чего необходимо выключить рубильник, выключатель, оторвать токонесущие провода. Если это сделать невозможно, то нужно незамедлительно обезопасить себя и пострадавшего надёжной изоляцией (применить резиновые перчатки, встать на резиновый коврик и т.п.). Ни в коем случае нельзя браться голыми руками за оголенный провод и за человека, находящегося под током.

Затем пострадавшему нужно создать полный покой, уложив в сухое теплое место, освободить от стесняющей одежды. При отсутствии (или резком нарушении) дыхания и сердечной деятельности начать проводить искусственное дыхание «изо рта в рот», «из рта в нос» и наружный массаж сердца.

(лабораторная работа № 9)

Цель работы: на опыте изучить действие основного закона динамики вращательного движения.

Приборы и принадлежности: прибор Обербека, секундомер, набор грузов, штангенциркуль, метровая линейка.

Основной закон динамики вращательного движения твердого тела:

, где

- момент количества движения твердого тела,

- момент внешних сил, действующих на тело.

Для однородного тела, вращающегося относительно оси симметрии этого тела,

, где

- угловая скорость. Вектор направлен по оси вращения в соответствии с правилом правого винта.

В этом случае

, или

Отсюда , где

- момент внешней силы относительно данной оси вращения, то есть проекция вектора момента внешней силы на данную ось вращения (направление вектора коллинеарно оси вращения);

- угловое ускорение (направление вектора коллинеарно оси вращения и совпадает с направлением вектора ).

Таким образом, в рассматриваемом случае основной закон динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси:

Если на тело, имеющее ось вращения (совпадающую с осью симметрии данного тела), действует сила, то это тело приобретает угловое ускорение , величина которого прямо пропорциональна моменту действующей силы относительно данной оси вращения и обратно пропорциональна моменту инерции этого тела относительно той же оси вращения.

Согласно этому закону для какого-либо тела с неизменным моментом инерции относительно выбранной оси вращения (оси симметрии данного тела) величина углового ускорения линейно зависит от величины момента действующей силы относительно данной оси вращения, то есть . Линейная зависимость углового ускорения от величины может быть проверена экспериментально с помощью «прибора Обербека».

Рис. 1. Принципиальная схема «прибора Обербека»

Прибор Обербека состоит их металлического «креста», способного вращаться вокруг неподвижной оси под действием силы натяжения Т разматывающейся нити, на которой подвешен груз массой m.

Используя набор грузов с разными массами m₁, m₂, m₃ …, с помощью прибора Обербека можно определить в результате косвенных измерений моменты сил натяжения нити: и соответствующие им величины углового ускорения

По точкам можно построить экспериментальную графическую зависимость и проверить ее соответствие линейной зависимости.

Момент силы натяжения нити Т можно получить из второго закона Ньютона для поступательного движения груза m:

, где

a – ускорение, с которым движется груз,

F – сила, вызывающая это ускорение.

Отсюда , а момент этой силы относительно оси вращения , где r - плечо силы Т (радиус шкива).

Так как угловое ускорение , то экспериментальная часть данной работы состоит в определении радиуса шкива r и линейного ускорения движения груза m. Радиус шкива r определяется с помощью штангенциркуля. Все ускорения a можно определить опытным путем с использованием формулы , получаемой из , где

h – путь, пройденный грузом за время t после начала движения с ускорением a.

Таким образом, для определения величины ускорения a необходимо провести измерения пути h и времени t движения груза m.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 53; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!