Учебная лабораторная установка «Маятник Обербека»

Описание товара

Учебная лабораторная установка «Маятник Обербека» предназначена для изучения динамики вращательного движения, изучение зависимости момента инерции тела от распределения массы внутри него, измерение угловой скорости тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, определение углового ускорения.

Учебная лабораторная установка смонтирована на вертикальном металлическом настольном стенде. Вертикальная поверхность учебного стенда изготовлена из стали и имеет порошковое покрытие. На ней размещен шкив, который свободно вращается на горизонтальной оси и имеет барабан для наматывания нити, четыре радиальные спицы, по которым перемещаются грузы, а также диск с 20 секторами. Шкив смонтирован в верхней части стенда. Вплотную к нему установлен цифровой датчик угловой скорости, в прорезь которого заходит диск с секторами.

Шкив приводится в движение нитью, сматывающейся с барабана под действием прикрепленного к ней наборного груза. Изменение момента инерции вращающегося тела осуществляется перемещением грузов по спицам. Положение грузов определяется с помощью линейки, закрепленной на металлическом стенде.

Показания цифрового датчика угловой скорости выводятся на экран компьютера в виде зависимости угловой скорости от времени.

Программа работы с данными позволяет с помощью двух маркеров выделить интервал равноускоренного движения системы, построить прямую линию, наилучшим образом аппроксимирующую экспериментальную зависимость, получить на экране уравнение этой прямой и определить таким образом угловое ускорение вращающегося тела.

Лабораторные работы

1. Изучение динамики вращательного движения.
   Цель работы:
   1. Определение момента инерции крестообразного маховика без грузов.
   2. Определение момента инерции маховика с грузами.
   3. Определение момента инерции грузов массой m.
   4. Проверка основного закона вращательного движения.
2. Изучение зависимости момента инерции тела от распределения массы внутри него.
   Цель работы:
   1. Определение момента инерции маховика при распределении массы внутри него.
3. Измерение угловой скорости тела вращающегося вокруг неподвижной оси.
4. Определение углового ускорения.

Контрольные вопросы

• Как направлены вектора углового перемещения, угловой скорости, углового ускорения вращательного движения?
• Дайте определение момента инерции относительно оси вращения. От чего зависит момент инерции?
• Что называется моментом силы относительно оси вращения? Как определяется направление момента силы?
• Дайте наиболее общую характеристику основного закона динамики вращательного движения.
• Дайте сравнительную характеристику вращательному и поступательному движениям, их основным кинематическим и динамическим характеристикам, а также уравнениям и способам их решения.
• Опишите устройство маятника Обербека и его работу.
• Укажите, какие величины, описывающие работу маятника Обербека, являются векторными, а какие скалярными.
• Объясните вывод расчетной формулы для момента инерции груза.
• Укажите источники потерь энергии в маятнике Обербека.
• Как влияют на точность измерений момента инерции неодинаковые значения расстояний, на которых закрепляются тела на стержнях крестовины?
• При каких условиях сила натяжения нити и сила тяжести груза равны?
• Запишите основное уравнение динамики вращательного движения с учетом сил трения.

Комплект поставки

1. Настольный лабораторный стенд «Маятник Обербека»
2. Шкив с грузами на спицах
3. Груз наборный
4. Датчик угловой скорости
5. Методическое обеспечение
6. Мультимедийная методика
7. Гарантийный талон
8. Паспорт