3. Контрольні запитання.

1 Що характеризує тангенціальне та нормальне прискорення?

2 Як зв'язані лінійні та кутові характеристики руху?

3 Що називається плечем сили?

4 Що називається моментом сили ?

5 Що таке момент інерції матеріальної точки?

6 Що являє собою момент інерції тіла?

7 Від чого залежить момент інерції тіла?

8 Яке тіло називається абсолютно твердим?

9 Який рух називається обертальним?

10. У чому полягає основний закон динаміки обертального руху?

4. Домашнє завдання.

Для виконання роботи треба вивчити наступні питання: лінійна та кутова швидкості. Тангенціальне, нормальне, повне і кутове прискорення. Момент сили. Момент інерції тіла. Основний закон динаміки обертального руху.

5. Лабораторне завдання.

Маятник Обербека (рис. 1) складається з насаджених на одну вісь двох шківів різних діаметрів d₁іd₂і хрестовини, на якій закріплені тягарці (1, 2, 3, 4), на один із шківів намотана нитка, до кінця якої прикріплений вантаж масоюm.

Рис. 1.

Якщо вантаж відпустити, то він приведе в прискорений рух шків та хрестовину. При прискореному русі вантажу mвниз сила натягу нитки буде:

, (22)

де - прискорення вільного падіння (),а- лінійне прискорення вантажу, чисельно рівне тангенціальному прискоренню точок поверхні шківа, з якого змотується нитка.

Сила, що створює обертальний момент, чисельно дорівнює і протилежно спрямована силі натягу та прикладена до обода шківа. Плечем цієї сили є половина діаметра dшківа, тобто радіус шківа. Отже, обертальний момент

(23)

Якщо врахувати пройдений прискорено падаючим вантажем шлях

, то

а кутове прискорення частин, які обертаються, на підставі формули (15) буде

(24)

Обертальний момент із врахуванням співвідношення (24) буде мати вигляд:

(25)

У цьому виразі величина , тому можна вважати, що

(26)

З основного закону динаміки обертального руху

(27)

А якщо підставити вираз (24), то одержимо:

. (28)

6. Порядок виконання роботи.

1. Закріпити тягарці (1, 2, 3, 4) на хрестовині на будь-яких, але однакових відстанях від осі обертання.

2. Виміряти штангенциркулем діаметри шківів d₁іd₂.

3. Намотати нитку з вантажем mна шків діаметромd₁і, давши вантажу можливість вільно падати, привести маятник в обертання.

4. Визначити за допомогою лінійки шлях h, пройдений вантажем і часtпроходження цього шляху за допомогою секундоміра.

5. Дослід проробити 3 рази для однакового шляху h, і знайти середнє арифметичне значення часу.

6. Такі ж вимірювання провести, намотуючи нитку на шків діаметром d₂.

7. Використовуючи формули (24) і (26) обчислити відношення кутових прискорень та обертальних моментів.

8. Результати вимірювань і обчислень записати в таблицю 1.

Таблиця 1.

d1(мм)	d2(мм)	ε1()	ε2()

9. Порівнюючи величини ε₁/ε₂іM₁/M₂, зробити висновки про справедливість основного закону динаміки обертального руху.

10. Змінюючи положення тягарців 1, 2, 3, 4 на хрестовині (їх треба розташовувати симетрично щодо осі обертання), проробити 5 дослідів для одного з діаметрів шківа (d₁абоd₂).

11. У кожному досліді при тому самому hчас вимірювати 3 рази та знайти середнє арифметичне значення часу. У кожному досліді виміряти відстаньRвід тягарців (1, 2, 3, 4) до осі обертання B.

12. За формулою (28) 5 разів обчислити момент інерції.

13. Результати вимірювань і обчислень помістити в таблицю 2.

Примітка: маса падаючого вантажу зазначена безпосередньо на ньому та визначена з похибкоюm=±1г

Таблиця 2

№ п/п	R (м)	m (кг)	d (м)	h (м)	t (с)	I (кг м2)
1
2
3
4
5

14. Побудувати графік залежності I=f(R²)і зробити висновок про характер цієї залежності.