Исследование движения тела в диссипативной среде

Санкт-Петербургский  государственный электротехнический университет

“ЛЭТИ”

 

кафедра физики

 

 

 

 

 

 

 

ОТЧЕТ

по лабораторно-практической работе № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ  ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ

В ДИССИПАТИВНОЙ СРЕДЕ

 

Выполнил    

 

Факультет ___ЭЛ______

 

Группа № __________

 

Преподователь 

 

Оценка лабораторно-практического  занятия
Выполнение ИДЗ					Вопросы		Подготовка к лабораторной работе	Отчет по лабораторной работе	Коллоквиум	Комплексная оценка

 

 

“Выполнено”  “____” ___________

 

Подпись преподавателя __________

 

 

 

 

 

 

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ  ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

(Вариант № __18_)

 

Задача № __1_ .  Текст условия задачи

Координата x движущейся частицы меняется по закону x = A cos(2pt/T),      А = 8 см. Найти выражения для проекций на ось x скорости v и ускорения a частицы, составляющую vx средней скорости частицы на интервале времени от t1 = 0 до t2 = T/8.

 

Краткое условие    Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача № __20_ .  Текст условия задачи

 

Диск вращается  вокруг неподвижной оси так, что  его координата определяется уравнением φ = 0,5t2 (рад). Найдите касательное  ускорение его точек, отстоящих  от оси вращения на 80 см.

 

Краткое условие     Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача № __35_ .  Текст условия задачи

Модуль импульса частицы  массой 2 кг изменяется по закону р = 10 Cos πt (кгм/с). В начальный момент времени радиус-вектор частицы равен нулю. Найдите модуль радиус-вектора частицы через 1/3 секунды.

 

Краткое условие     Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача № __58_ .  Текст условия задачи

 

Находясь  под действием постоянной силы с  компонентами (3, 10, 8) Н частица переместилась  из точки 1 с координатами (1, 2, 3) м  в точку 2 с координатами (3, 2, 1) м. Какая совершилась при этом работа? Как изменилась кинетическая энергия  частицы?

 

Краткое условие     Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача № __66_ .  Текст условия задачи

 

Шар, летящий со скоростью V, ударяется о покоящийся шар, масса  которого в 4 раза больше массы налетающего  шара. Найти скорости шаров после  удара, если в момент столкновения угол между линией, соединяющей центры шаров, и скоростью налетающего  шара до удара равен 60. Удар абсолютно упругий. Трения нет.

 

Краткое условие     Рисунок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопросы:

 

29. Запишите аналитическое выражение  и объясните уравнение баланса энергии на участке установившегося движения.

 

 

 

 

 

\

4. Сделайте рисунок и укажите на нем все силы, действующие на шарик, падающий в жидкости.

 

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № _1___

ИССЛЕДОВАНИЕ  ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ

В ДИССИПАТИВНОЙ СРЕДЕ

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Определение вязкости диссипативной  среды (жидкости)

по установившейся скорости движения шарика в ней, а также исследование

процессов рассеяния энергии в  диссипативной среде.

 

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: цилиндрический со-

суд с жидкостью, металлические  шарики, аналитические 

весы, масштабная линейка, секундомер.

 

ЭСКИЗ ИЛИ СХЕМА УСТАНОВКИ  (с кратким описанием работы макета)

 

 

В работе используется цилиндрический сосуд (рис. 1.1), на боковой поверхности  которого нанесены метки. Измеряя расстояние между  метками и время движения шарика в жидкости между  ними, можно определить ско- рость его падения. Шарик опускается в жидкость через впускной патрубок, расположенный  в крышке цилиндра.

 

 

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

 

1. Расчетная формула для определения момента инерции.

 

 

 

        

2. Расчетная формула для определения

 

 

 

 

 

Расшифровка обозначений

 

 

 

 

 

 

ВЫВОД ФОРМУЛ ПОГРЕШНОСТЕЙ

(приводится  вывод и конечные формулы для  расчета погрешностей физических  величин, которые определяются  в процессе выполнения работы)

 

 

 

 

ПРОТОКОЛ  НАБЛЮДЕНИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА №__1__

ИССЛЕДОВАНИЕ  ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ

В ДИССИПАТИВНОЙ СРЕДЕ

 

 

 

Таблица 1 Измерение массы шарика и времени погружения шарика.

 

Измеряемая величина	Номер наблюдения					θ
	1	2	3	4	5
m , мг
t , с

 

Таблица 2 Однократно измеряемых в  опыте величин

 

Экспериментальный макет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил    

 

Факультет ______ЭЛ___

 

Группа № __________

 

“____” __________ _____

 

Преподаватель:  _________________ 

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1.Расчитываем коэффициент А по формуле:

:

2. Рассчитываем установившуюся скорость для каждого из тел:

	1	2	3	4	5
t,c	1,89	2,00	2,10	2,08	2,08

l=19,2 см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

	1	2	3	4	5
, см/с

 

Определяем вязкость жидкости методом выборки:

 

 

Па*с

 Па*с

 

 Па*с

 

 Па*с

 

 Па*с

 

 

, Па*с

 

Сортируем по возрастанию

, Па*с

Проверяем на промахи:  Р=95%; N=5; =0,64; R=0,35729082;

 

 не промах

 

 не промах

 

 не промах

 

 не промах

 

 

Рассчитываем среднее значение вязкости:

 

 

Определяем среднеквадратическое отклонение среднего значения:

 

Определяем случайную погрешность:

 

Определяем приборную погрешность:

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем полную погрешность:

 

= 3,4 ± 0,2 Па*с

 

3.Расчитаем коэффициент сопротивления для одного из опытов:

 

Рассчитаем для одного из опыта  мощность рассеяния:

мВт

 

Проверим баланс энергии на участке  установившегося движения:

    

1406,51648563876=1406,51648563876

 

4. Рассчитаем число Рейльнодса:

 

Движение слоёв ламинарное.

 

5.Вычисляем количество теплоты выделившееся при прохождении шарика через жидкость:

 мДж

6.Сравните экспериментальное значение вязкости с табличным.

Вязкость  для глицерина по таблице при  температуре 20 С = 1,48 Па*с

А для температуры 10 С = 3,95 Па*с

Вязкость полученная экспериментально = 3,4 Па*с

3,95>3,4>1,48

Вывод:

При выполнении лабораторной работы мы изучили движение в диссипативной среде и рассчитали коэффициент внутреннего трения среды. Полученное значение отличается от стандартного значения в основном из-за погрешностей допущенных при измерении времени прохождения шарика между метками, измерении массы шарика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫВОДЫ