Главная страница
qrcode

Шаблон отчета по лабам-2. Содержание конспекта отчета по лабораторной работе


НазваниеСодержание конспекта отчета по лабораторной работе
АнкорШаблон отчета по лабам-2.doc
Дата16.09.2019
Размер0.7 Mb.
Формат файлаdoc
Имя файлаШаблон отчета по лабам-2.doc
ТипДокументы
#59663
Каталог


Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»»


Финкеля Виктора Моисеевича


по лабораторной работе № 1 МЕХ
«__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________»
Выполнил ст. группы ________

____________________________

(Фамилия, инициалы)

Преподаватель

д-р. техн. наук, доцент Романов Д.А.

(Фамилия, инициалы)


Содержание конспекта отчета

по лабораторной работе

(выполняется от руки или

в печатном виде на формате А5)


Титульный лист по образцу.
  • Цель, задачи лабораторной работы.
  • Приборы и принадлежности.
  • Схема или рисунок установки (с надписью и пояснением всех входящих в схему элементов), а также рисунки, поясняющие вывод рабочих формул.
  • Основные расчетные формулы, с обязательным пояснением величин, входящих в формулу.
  • Таблицы.
  • Примеры расчета.
  • Графики и диаграммы.
  • Выводы (заключение) по лабораторной работе обязателен.


    Министерство образования и науки РФ

    Федеральное государственное бюджетное

    образовательное учреждение высшего

    профессионального образования

    «Сибирский государственный индустриальный университет»

    Кафедра естественнонаучных дисциплин имени профессораФинкеля Виктора Моисеевича


    по лабораторной работе № 5 фм
    «Определение скорости полета пули И ПОТЕРИ

    МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ при НЕупругом

    взаимодействии В системЕ «пуля – стержень»
    на основе изучения законов сохранения

    в механике»Выполнил ст. группы ______

    ___________________________

    (Фамилия, инициалы)

    Преподаватель

    ____________________________

    (Фамилия, инициалы)

    КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

    Рассмотрим физический маятник, который представляет собой твердое тело в виде стрежня массой mM
    .О
    , не проходящей через его центр масс С. В этот маятник после выстрела из пружинного пистолета попадает пуля массой mПl1.

    Скорость полета пули можно определить, пользуясь законами сохранения момента импульса и механической энергии.

    Моментом импульса материальной точки О называется векторная величина, определяемая векторным произведением радиус – вектора Численное значение момента импульса определяется как

    Моментом импульса тела относительно оси вращения называется величина где Закон сохранения момента импульса: в замкнутой системе тел момент импульса есть величина постоянная:Воспользуемся законом сохранения момента импульса системы «пуля – стержень», которую можно считать замкнутой в момент удара, так как при соударении возникают большие внутренние силы взаимодействия, много превышающие внешние силы. В условиях опыта сохраняется проекция момента импульса системы на ось Z, совпадающей с направлением вектора углового перемещения стержня при его отклонении от вертикального положения

    (1)
    где В уравнении (1) учтено то, что до удара стержень неподвижен. Считая пулю материальной точкой, запишем ее проекцию момента импульса:

    где mП – масса пули;

    vскорость пули до соударения с маятником;

    l1 – расстояние от центра вращения до точки соударения пули с маятником.

    Сразу после неупругого удара пуля вместе со стержнем будет двигаться с угловой скоростью . Тогда сумма моментов импульса пули и стержня равна

    Iм
    ω – угловая скорость вращения маятника.

    С учетом (2) и (3) получим уравнение для скорости пули:

    Пренебрегая силой сопротивления воздуха и силой трения на оси вращения стержня, определим угловую скорость сразу после удара с помощью закона сохранения механической энергии:

    где В этом выражении каждый из членов равен

    (7)

    (8)

    где h – высота подъема центра масс системы в момент максимального отклонения от положения равновесия на угол ,

    Связь между углом и h имеет вид:

    где lC
    Формула (9) получена в предположении, что масса пули много меньше массы стержня, а, значит, пуля мало влияет на положение центра масс.

    Подставляя (6), (7), (8), (9) в (5) получим

    (10)

    Отсюда получим формулу угловой скорости:

    (11)

    Подставляя (11) в (4) получаем рабочую формулу для определения скорости полета пули по углу отклонения маятника:

    Учитывая кинетическую энергию пули, вылетающую из пружинного пистолета с начальной скоростью v,до удара о стержень, запишем закон сохранения энергии, а также закон сохранения момента импульса системы (1) «пуля – стержень», пренебрегая потенциальной энергией системы в момент удара

    где Из системы уравнений (13) определим потери механической энергии Q в результате неупругого удара пули о стержень:

    где IM
    v – скорость пули, определяемая по формуле (12),

    ω – угловая скорость маятника, определяемая по формуле (11),


    ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

    Цель работы: на основании законов сохранения момента импульса и механической энергии определить скорость полета пули и потерю механической энергии при неупругом ударе в замкнутой системе «пуля – стержень».

    Задачи работы:
    Изучить понятие замкнутой системы, закон сохранения момента импульса и полной механической энергии при упругом и неупругом взаимодействии тел.
  • Экспериментально измерить период колебаний маятника (T) после взаимодействия с пулями разных масс.
  • Расчетным путем определить момент инерции стержня (I).
  • Определить скорость полета пули (v) и потерю механической энергии (Q) при неупругом взаимодействии тел.
  • На основе измерений угла отклонения, периода колебаний системы «пуля–маятник» и момента инерции маятника получить значение скорости полета пули и построить график зависимости в координатах «v».
    Ход работы
    Определяем период (T) 10 полных колебаний по формуле (1) и среднее значение периода (Tср
      По формулам (2) и (3) рассчитаем момент инерции физического маятника:

      где mM
      lc – расстояние от оси вращения до центра масс маятника,

      IM

        Определяем погрешности измерений времени (приборная) (ΔtαΔTαΔIα

          Результаты измерений заносим в таблицу 1.
          Таблица 1
          φ =150 ; mм=(0,088±0,002)кг ; lc=(0,120±0,005)м; N=10.
          № опыта
          t, c.
          Δtα, c.
          T, c.
          Tср, c.
          ΔTα, c.
          Iмср, кг·м2
          ΔIмα, кг·м2
          1
          8,00
          0,005
          0,800
          0,79
          0,0005
          1,67·10-3
          0,08·10-3
          2
          7,99
          0,799
          3
          8,03
          0,803
          4
          7,79
          0,779
          5
          7,71
          0,771


            Измеряем углы отклонения маятника после выстрела в него пулями различной массы с учетом случайной и систематической (приборной) погрешностей измерений по формуле (5):

              Проводим расчет скорости полета пули по формуле (6) и о погрешность измерений скорости по формуле (7):

              , (6)

                Результаты измерений, расчетов, оценок погрешностей измерений сводим в таблицу 2.

                Таблица 2
          lc=(0,120 ± 0,005)м; l1=(0,23 ± 0,005)м; Iм= (1,67 ± 0,08)·10-3 кг·м2; mм=(0,088 ± 0,002) кг.
          mп1=(0,0052 ± 0,0005) кг

          (дюраль с отверстием)
          mп2=(0,0068 ± 0,0005) кг

          (дюраль)
          mп3=(0,0140 ± 0,0005) кг

          (сталь с отверстием)
          α1α2α3α4α5α1α2α3α4α5α1α2α3α4α5

          10,


























          α1ср=9,460Δ=1,260
          α2ср=13,50 Δ=1,450
          α3ср=24,10Δ=1,570
          v1ср, м/c
          v2ср, м/c
          v3ср, м/c
          2,01
          2,26
          2,20
          Δv, м/c
          Δv, м/c
          Δv, м/c
          0,15
          0,2
          0,12


            Определяем потери механической энергии по формуле (8):

            Таблица 3

          mм=(0,088 ± 0,002) кг; lc=(0,120 ± 0,005) м

          l1=(0,23 ± 0,005)м; Tср ± ΔTα = (0,79 ± 0,0005) c.
          mпi± Δmпiαсрi ± ΔααiQср., Дж
          0,0052 ± 0,0005
          13,87
          0,7
          9,460±1,260 -0,56·10-3
          0,0068 ± 0,0005
          12,13
          0,4
          13,50 ± 1,450
          -0,01
          0,0140 ± 0,0005
          8,45
          0,15
          24,10 ± 1,570
          -0,01
          Строим график зависимости в координатах «v -Заключение: по данным лабораторного эксперимента построена графическая зависимость в координатах «v - », являющаяся линейной, что соответствует аналитической зависимости для скорости полета пули от ее массы до неупругого соударения с физическим маятником.


          Вывод:
          На основе законов сохранения момента импульса и механической энергии получена аналитическая зависимость для скорости полета пули и потери механической энергии в момент ее неупругого взаимодействия в системе «пуля – стержень».
        1. Определены численные значения скорости полета пули.
        2. Графически установлена линейная зависимость между скоростью пули и величиной, обратной корню квадратному из массы пули.
        3. Определены численные значения потери механической энергии для трех случаев взаимодействия пуль, изготовленных из различных материалов.


          Общие правила построения графиков
          1. Графики строятся в программах Microsoft Word, Origion. Pro (или на миллиметровой бумаге карандашом ½ тетрадного листа).
          2. Используется прямоугольная система координат с 3. Масштаб и начало координат выбираются так, чтобы экспериментальные точки располагались по всей площади рисунка.
          4. Единица масштаба должна быть кратна 1×10n, 2×10n 3×10n и т. д., где n = …-2, -1, 0, 1, 2, ….
          5. Рядом с осью дается буквенное обозначение, порядок и размерность физической величины.
          6. Под графиком – полное название графика
            Никаких линий и отметок, поясняющих построение точек на графикe, наносить нельзя.
            Примеры:

        4. ВЕРНО
          НЕВЕРНО

          ВЫВОД ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

          Выводы по лабораторной работе – кратко сформулированные итоги обработки результатов измерений – должны быть приведены в разделе «Результаты обработки измерений и выводы» конспекта для каждого задания лабораторной работы. В выводах должна быть отображена следующая информация:
          что и каким методом измерялось;
        5. какие графики были построены;
        6. какие результаты были получены.
          Также выводы должны содержать обсуждение построенных графиков и полученных результатов: совпадает или нет вид экспериментальных графиков с теоретическими предсказаниями и совпадают или нет результаты эксперимента с теорией. Рекомендуемая форма представления выводов по графикам и по ответу приведена ниже.

        7. Полученный экспериментально график зависимости
          Полученное экспериментально значение величины   

  • перейти в каталог файлов


    связь с админом