Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Описание экспериментальной установки. Кинематика



Кинематика

Поступательного и вращательного движения

 

Методические указания по физике к лабораторной работе №1-3

для студентов технических специальностей ДГТУ,

адаптивный курс

 

(Раздел «Механика»)

 

Ростов-на-Дону

 

УДК 537.8

 

Составители: Н.В. Дорохова, В.С. Ковалева, В.В. Шегай

 

 

Кинематика поступательного и вращательного движения: – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2013. – 9 c.

 

Методические указания предназначены для студентов первого курса ДГТУ технических специальностей в лабораторном практикуме по физике (раздел «Механика»). Указания имеют целью помощь студентам в переходе от школьного к вузовскому курсу общей физики.

 

Печатается по решению методической комиссии факультета

«Нанотехнологии и композиционные материалы»

 

Научный редактор

доктор технических наук, профессор В.С. Кунаков

 

© Издательский центр ДГТУ, 2013

Кинематика

Поступательного и вращательного движения

Цель работы: Теоретическое и экспериментальное изучение законов поступательного и вращательного движения материальной точки. Определение скорости и ускорения для равномерного и равнопеременного движения.
Оборудование: Экспериментальная установка (машина Атвуда), электронный секундомер.

 

Краткая теория

Кинематика изучает механическое движение тел, не рассматривая причины, вызывающие это движение.

Механические движение — изменение положения данного тела относительно другого тела или частей тела относительно других частей этого же тела, происходящее с течением времени.

Тело отсчета — тело, относительно которого рассматривается данное механическое движение.

Система отсчета — это система координат, связанная с телом отсчета и снабженная часами.

Материальная точка — тело, размерами которого в данной задаче можно пренебречь.

Траектория — линия, которую описывает материальная точка при своем движении.

Перемещение (м) — вектор, соединяющий начальное и конечное положения материальной точки. Модуль перемещения ï ï — скалярная величина, равная длине этого вектора.

Путь S (м) — расстояние, пройденное телом вдоль траектории движения. Путь — скалярная величина.

Поступательное движение — движение, при котором все точки тела движутся по одинаковым траекториям. В этом случае тело можно считать материальной точкой.

Скорость (м/с) — физическая векторная величина, характеризующая быстроту изменения положения тела в пространстве с течением времени и равная первой производной от вектора перемещения по времени:

.

Скорость направлена по касательной к траектории движения.

Средняя путевая (скалярная) скорость равна отношению пути S к времени движения Dt :

.

Скалярная скорость v (скорость движения) — скалярная величина, равная первой производной от пути по времени:

.

Прямолинейное равномерное движение — движение, при котором тело движется вдоль прямой линии с постоянной по величине скоростью.

Путь при равномерном движении прямо пропорционален времени движения:

S = vt.

Ускорение (м/с2) — физическая векторная величина, характеризующая быстроту изменения скорости с течением времени и равная первой производной от скорости по времени:

.

 

Тангенциальное ускорение характеризует быстроту изменения величины скорости и равно первой производной от величины скорости по времени:

Тангенциальное ускорение направлено по касательной к траектории движения.

Нормальное (центростремительное) ускорение характеризует быстроту изменения скорости по направлению и направлено к центру кривизны траектории:

где R радиус кривизны траектории.

Полное ускорение тела есть геометрическая сумма тангенциального и нормального ускорений:

Прямолинейное равнопеременное движение — движение тела по прямой линии с постоянным тангенциальным ускорением.

Путь S и скорость v при равнопеременном движении изменяются по законам:

, .

Знак ²+² соответствует равноускоренному, а знак²─² — равнозамедленному движению; — скорость тела в момент времени t = 0.

Вращательное движение — движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же прямой, называемой осью вращения.

Угловая скорость (рад/с) — физическая векторная величина, равная первой производной угла поворота тела по времени:

Вектор направлен вдоль оси вращения по правилу правого винта.

Угловое ускорение (рад/с2) — физическая векторная величина, равная первой производной угловой скорости тела по времени:

Вектор направлен вдоль оси вращения по правилу правого винта, причем сонаправлен вектору при ускоренном движении и противоположен ему при замедленном.

Связь между линейными и угловыми величинами:

 

Описание экспериментальной установки.

Экспериментальная установка (машина Атвуда) представляет собой вертикальную деревянную рейку со шкалой 1, прикрепленную к стене (рис. 1). На верхнем конце рейки имеется легкий блок 2, вращающийся с малым трением. Через блок перекинута нить, на концах которой подвешиваются грузы массами М1 и М2 . Масса правого груза М2 складывается из массы основного М1 и добавочных грузиков (перегрузков) Δm.

Вдоль рейки может перемещаться кольцевая платформа 3, через которую легко проходит основной груз, но задерживается перегрузок.

Рис. 1

 

Если одновременно с началом движения системы грузов включить секундомер, а в конце движения его выключить, то можно получить зависимость времени движения от пройденного грузами расстояния.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.