Учебно-методический комплекс дисциплины « Механика» для специальности 5В060400 «Физика» учебно-методические материалы (стр. 55 )

(Ответ: А = 6,1 см).

2. Материальная точка массой 50 г совершает гармонические колебания, описываемые уравнением м. Определить: 1) возвращающую силу для момента времени с; 2) полную энергию точки.

(Ответ: мН, мДж).

3. К горизонтальной пружине прикреплено тело массой М = 10 кг, лежащее

на гладком столе. В тело попадает и застревает в нем пуля массой m = 10 г, летящая со скоростью  v = 500 м/с, направленной вдоль оси пружины (рис.1). Амплитуда возникших при этом колебаний

А= 0,1 м. Найти период колебаний.

(Ответ: Т = 1,26 с).

4. Период затухающих колебаний материальной точки равен 1 с, логарифмический декремент затухания , начальная фаза . В момент времени t = 2T смещение точки от положения равновесия составляет 5 см. Записать уравнение колебаний.

(Ответ: ).

5. Найти амплитуду и начальную фазу гармонического колебания, полученного в результате сложения одинаково направленных колебаний, заданных уравнениями и .

(Ответ: А = 4,6 см, )

Лабораторные занятия

«Изучение кинематики равнопеременного движения на машине Атвуда»

Цель работы: изучение и проверка законов равнопеременного движения на машине Атвуда.

Выполнив измерения в соответствии с методическими указаниями к лабораторной работе, ответьте на следующие вопросы:

- подсчитайте силу натяжения нити при равноускоренном движении грузов; при равномерном движении грузов;

- как создается равномерное движение двух грузов на машине Атвуда?

- каков метод измерения ускорений на машине Атвуда?

- что такое мгновенная скорость?

- выведите формулу для ускорения, учитывая силу трения.

«Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника»

Цель работы: освоить метод определения ускорения свободного падения при помощи математического маятника, проверить  зависимость периода колебаний маятника от длины нити, массы подвешенного груза, угла отклонения.

Выполнив измерения в соответствии с методическими указаниями к лабораторной работе, ответьте на следующие вопросы:

- какую систему называют математическим маятником?

- что называют периодом колебаний системы?

- как зависит период колебаний математического маятника от длины нити маятника, массы подвешенного груза, широты местности, угла отклонения маятника при его колебаниях?

- как связаны период колебаний и частота колебаний?

«Определение плотности твердых тел и жидкостей»

Цель работы: освоить метод  экспериментального определения плотности веществ в разных агрегатных состояниях

Выполнив измерения в соответствии с методическими указаниями к лабораторной работе, ответьте на следующие вопросы:

- каков физический смысл плотности вещества?

- зависит ли плотность вещества от его агрегатного состояния?

- какова точность метода определения плотности, использованного вами?

- какие еще методы  определения плотности вещества вам известны?

- как рассчитать погрешность, допущенную вами при проведении эксперимента?

- в каких единицах измеряется плотность?

«Изучение законов вращательного движения твердого тела»

Цель работы: проверить выполнение законов кинематики и динамики вращательного движения

Выполнив измерения в соответствии с методическими указаниями к лабораторной работе, ответьте на следующие вопросы

- Как направлен вектор момента силы натяжения нити относительно оси вращения маятника (см. рис.)?

- Как направлен вектор углового ускорения маятника Обербека (см. рис.)?

- Как в работе оценивают случайную погрешность измерения высоты падения груза?

- Дайте определение вектора момента силы относительно начала.

- Запишите математическую связь между тангенциальным и угловым ускорением материальной точки.

«Определение момента инерции велосипедного колеса»

Цель работы: экспериментальное определение момента инерции методом вращения и методом колебаний.

Выполнив измерения в соответствии с методическими указаниями к лабораторной работе, ответьте на следующие вопросы:

- предложите какой-нибудь другой метод экспериментального определения сил трения  в оси велосипедного колеса (применительно к данной работе);

- с какой точностью необходимо взять из таблицы значения при определении момента инерции методом колебаний и методом вращения?

- какой из двух используемых методов дает меньшую погрешность при определении момента инерции колеса?

- случайная или систематическая ошибка определяет точность измерения момента инерции колеса в выполненных вами экспериментах

«Опытная проверка теоремы Штейнера»

Цель работы: освоить метод экспериментального определения момента инерции образцов твердого тела методом трифилярного подвеса и проверки теоремы Штейнера.

Выполнив измерения в соответствии с методическими указаниями к лабораторной работе, ответьте на следующие вопросы:

-Как изменится момент инерции крутильного маятника, если массу цилиндра уменьшить в 2 раза, а расстояние до оси – увеличить в 2 раза?

- Для чего в работе исследуемое тело (цилиндр) разрезан на две части?

- Как в данной работе оценивается систематическая погрешность измерений времени колебаний?

- На сколько изменится момент инерции маятника, если расстояние до одного из полуцилиндров уменьшить от до ?

«Определение приведенной длины физического маятника» 

Цель работы: определить приведенную длину физического маятника, проверить справедливость формулы определения приведенной длины физического маятника

Выполнив измерения в соответствии с методическими указаниями к лабораторной работе, ответьте на следующие вопросы:

- что называют физическим маятником?

- как определить положение центра масс физического маятника, если известно положение сопряженных точек подвеса при наименьшем периоде колебаний?

-почему амплитуда колебаний маятника при измерениях его периода должна быть небольшой?

«Определение ускорения свободного падения  с помощью физического маятника»

Цель работы: ознакомиться с методом экспериментального определения ускорения свободного падения с помощью физического маятника, сравнить результаты измерений с полученными ранее для ускорения свободного падения в лабораторной работе № 2.

Выполнив измерения в соответствии с методическими указаниями к лабораторной работе, ответьте на следующие вопросы:

- Что представляет собой переворотный маятник?

- Как измениться момент инерции физического маятника, если его изготовить из более плотного материала?

- Изменится ли период колебаний оборотного маятника, а если изменится то как, если увеличить расстояние (см. рис.) от опорной призмы до груза?

- Как можно оценить случайную погрешность измерения расстояния между призмами?

- Как изменится период качания физического маятника, если увеличить ?

«Определение модуля сдвига»

Цель работы: экспериментальное определение модуля сдвига  материала проволоки методом крутильных колебаний

Выполнив измерения в соответствии с методическими указаниями к лабораторной работе, ответьте на следующие вопросы:

- как распределены упругие деформации сдвига по длине проволоки в статическом и динамическом случаях?

-какие измерения вносят максимальную погрешность при определении модуля сдвига? Систематическая или случайная ошибка определяет точность эксперимента?

-как должны быть расположены грузы на стержне при двух измерениях, чтобы погрешность  эксперимента была минимальной?

-какие деформации называются упругими?

Методические рекомендации к СРСП

При подготовке к СРОП рекомендуется изучить предварительно вопрос, используя учебную литературу по дисциплине. Составить краткий конспект прочитанного, отметив вопросы, вызывающие сомнение, либо не до конца понятые при изучении теоретического материала.

тема: Кинематические характеристики движения материальной точки

       изучить теоретический материал по теме, рассмотреть примеры расчета кинематических характеристик, их графическое представление

тема:Тангенциальное и нормальное ускорения

рассмотреть математический вывод расчетной формулы  тангенциальной и нормальной составляющих ускорения, векторного изображения ускорений в разных случаях движения материальной точки.

тема:Реактивное движение. Уравнения Мещерского и Циолковского

рассмотреть математический вывод и запись уравнения Мещерского, уравнения  Циолковского, физический смысл полученных уравнений.

тема:Упругое и неупругое взаимодействия