Báo cáo thí nghiệm vật lý 1 phòng a5 404a xác Định moment quán tính của bánh xe và lực ma sát trong Ổ trục quay

Xác định moment quán tính của bánh xe và lực ma sát trong ổ trục quay Bài 2.. Bài thí nghiệm số 1 XÁC ĐỊNH MOMENT QUÁN TÍNH CỦA BÁNH XE VÀ LỰC MA SÁT TRONG Ổ TRỤC QUAY 1- Mục đích bài th

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

Học kỳ 2 _ Năm học 2023 – 2024

Bài 0 Cơ sở đo lường và sai số

Xác định kích thước và khối lượng

Đồ thị và khớp hàm

Bài 1 Xác định moment quán tính của bánh xe và lực ma sát trong ổ trục quay Bài 2 Xác định gia tốc trọng trường bằng con lắc thuận nghịch

Bài 3 Xác định tỉ số nhiệt dung phân tử chất khí

Bài 4 Khảo sát động lực học chuyển động quay bằng cảm biến quang điện chữ UBài 5 Xác định moment quán tính vật rắn bằng con lắc xoắn

Bài 6 Khảo sát lực ma sát bằng lực kế

Bài 7 Khảo sát chuyển động thẳng dưới tác dụng của lực không đổi

Bài 8 Khảo sát sự rơi tự do

Ngày tháng năm Phòng thí nghiệm:

Họ và tên SV Nhóm: Nhận xét của GV 1 Thứ: 2 Tiết: 3 Bài thí nghiệm số 1 XÁC ĐỊNH MOMENT QUÁN TÍNH CỦA BÁNH XE VÀ LỰC MA SÁT TRONG Ổ TRỤC QUAY 1- Mục đích bài thí nghiệm:

2- Bảng số liệu: - Khối lượng quả nặng: m = (1,9212  0,0001)10-1 (kg) - Gia tốc trọng trường: g = (9,81  0,03)100 (m/s2) - Độ chính xác của thước kẹp: ……… (mm) - Độ chính xác của máy đo thời gian MC-963A: ……… (s) - Độ chính xác của thước milimét T: ……… (mm) - Vị trí A: ZA = ……… (mm); vị trí B: ZB = ……… (mm) - Độ cao của vị trí A: h1 = ZB – ZA =……… (mm) Lần đo d (mm) d (mm) t (s) t (s) Zc (mm) Zc (mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Trung bình Tính các sai số ZA, ZB,  ´Z C, h1,  ´h2, ´d, ´t:

3- Tính lực ma sát ổ trục: a- Tính giá trị trung bình fms theo công thức (1.17).

b- Tính sai số tương đối trung bình: ❑f´ ms= ´ f ms ´ f ms

c- Tính sai số tuyệt đối trung bình: f ms

d- Viết kết quả đo lực ma sát fms

4- Tính momen quán tính của bánh xe và trục quay a- Tính giá trị trung bình của momen quán tính I theo công thức (1.18) Trong công thức (13), nếu số hạng 1 ) ( 2 1 1 2 2  h h h h gt thì: ( ) 4 1 1 2 2 2 2 h h h h gt md I   (1.19)

b- Tính sai số tương đối trung bình của momen quán tính  theo công thức (1.19)I

c- Tính sai số tuyệt đối trung bình của momen quán tính I

d- Viết kết quả đo momen quán tính I

Ngày tháng năm Phòng thí nghiệm:

1 Thứ:

2

Tiết:

3

Bài thí nghiệm số 2 XÁC ĐỊNH GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG BẰNG CON LẮC THUẬN NGHỊCH

1-Mục đích bài thí nghiệm:

2-Bảng số liệu: - Độ chính xác của thước kẹp: ……… (mm) - Độ chính xác của máy đo thời gian MC-963A: ……… (s) - Chiều dài con lắc vật lý: L = ……… (mm) a (mm) t1(s) T1(s) t2(s) T2(s) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 3-Vẽ đồ thị: Vẽ đồ thị hàm T1 f a và T2 f a trên cùng một hệ trục tọa độ

- Hai đường cong này giao nhau tại: a = ……… (mm) ứng với T1 = T2 = TVL = ……… (s) Vậy chu kỳ dao động của con lắc vật lý là: TVL TVL TVL

4-Tính gia tốc trọng trường g theo công thức: 2 2 T L 4 g 

5-Tính sai số tương đối  g :

6-Tính sai số tuyệt đối g:

7-Viết kết quả đo g:

Ngày tháng năm Phòng thí nghiệm:

Họ và tên SV Nhóm: Nhận xét của GV 1 Thứ: 2 Tiết: 3 Bài thí nghiệm số 3 XÁC ĐỊNH TỈ SỐ NHIỆT DUNG PHÂN TỬ CHẤT KHÍ 1-Mục đích bài thí nghiệm:

2- Bảng số liệu: - Độ chính xác của thước mm: ……… (mm) - Giá trị y1 = (mm) - Giá trị y2 = (mm) - Độ chênh lệch áp suất: H = y1 – y2 = ………(mm) Lần đo y3 (mm) y3 (mm) y4 (mm) y4 (mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Trung bình 2-Tính giá trị trung bình ´h: ´h= ´y3− ´y4 = ……… cm 3- Tính các sai số tuyệt đối: y1, y2, H, ´y3, ´y4 , ´h

3-Tính giá trị trung bình của tỷ số nhiệt dung phân tử theo công thức H h H    và số bậc tự do i của phân tử khí

4-Tính sai số tương đối trung bình của  và i

5-Tính sai số tuyệt đối trung bình  và i

6-Viết kết quả đo  và i

Ngày tháng năm Phòng thí nghiệm:

Họ và tên SV Nhóm: Nhận xét của GV 1 Thứ: 2 Tiết: 3 Bài thí nghiệm số 4 KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG QUAY BẰNG CẢM BIẾN QUANG ĐIỆN CHỮ U 1- Mục đích bài thí nghiệm

2- Thay đổi mô-men lực bằng cách thay đổi lực tác dụng a Bảng số liệu 1: - Cách tay đòn: r0 = (mm) - Góc quay φ =

- Cấu trúc đĩa quay: Thêm đĩa kim loại m (Kg) t M (N.m)  (rad/s2) ti (s) ´t (s) b Nhận xét về mối quan hệ giữa mô-men lực và lực tác dụng:

3- Thay đổi mô-men lực bằng cách thay đổi cách tay đòn a Bảng số liệu 2: - Khối lượng quả nặng m =

- Góc quay φ =

- Cấu trúc đĩa quay: Thêm đĩa kim loại r0 (mm) t M (N.m)  (rad/s2) ti (s) ´t (s) b Nhận xét về mối quan hệ giữa mô-men lực và cánh tay đòn:

4- Thay đổi mô-men quán tính bằng cách thêm đĩa kim loại a Bảng số liệu 3: - Cách tay đòn: r0 = (mm) - Góc quay φ =

- Khối lượng quả năng m =

- Mô-men lực M = mgr0 =

b Nhận xét về mối quan hệ giữa mô-men quan tính và gia tốc góc:

5- Kết luận Từ số liệu thực nghiệm (Bảng số liệu 1, 2 và 3), hãy nghiệm lại phương trình động lực học chuyển động quay vật rắn:

Ngày tháng năm Phòng thí nghiệm:

Họ và tên SV Nhóm: Nhận xét của GV 1 Thứ: 2 Tiết: 3 Bài thí nghiệm số 5 XÁC ĐỊNH MOMENT QUÁN TÍNH VẬT RẮN BẰNG CON LẮC XOẮN 1 Mục đích bài thí nghiệm:

2 Bảng số liệu: 2.1 Tìm moment hồi phục D của con lắc xoắn: Bảng 1 r (m) F (N) D (N.m/rad) 0,20 0,15 0,10 ´ D=¿ ……….… (N.m/rad)

2.2 Đo moment quán tính vật rắn bằng con lắc xoắn:

Bảng 2 r

(m)

5.T (s)

´

T

(s)

( ´T /2π¿2

(s2)

r2

(m2)

I (kg.m2) 0,30

0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

Thanh không

Khối lượng của thanh: M = …….…… kg

Khối lượng của mỗi quả nặng: m = …….…… kg

2.3 Định lý Steiner–Huyghens Bảng 3 l (m) 5.T (s) ´ T (s) (T /2 π´ )2 (s2) l2 (m2) IS (kg.m2) 0,025 0,050 0,075 0,100 0,125 0,150 Khối lượng của thanh: M = …….……kg

3 Đồ thị

3.1 Từ Bảng 2 vẽ đồ thị mô tả sự phụ thuộc của moment quán tính hệ dao động vào bình

phương khoảng cách đến trục quay I(r 2 ) (Lưu ý: Có thể vẽ trên Excel)

3.2 Từ hệ số góc của đường thẳng, hãy suy ra khối lượng m của mỗi quả nặng; sau đó so sánh kết quả với khối lượng quả nặng lúc đem cân:

3.3 Từ hệ số tự do của đường thẳng, suy ra moment quán tính I 0 của thanh kim loại Thử so sánh giá trị này với giá trị tính theo công thức lý thuyết

3.4 Từ Bảng 3, vẽ đồ thị mô tả sự phụ thuộc của moment quán tính thanh kim loại (I S ) theo

bình phương khoảng cách từ giữa trục quay mới với trục quay đi qua khối tâm (l2) (Lưu ý: Có

thể vẽ trên Excel)

3.5 Từ hệ số góc của đường thẳng, hãy suy ra khối lượng M của thanh Thử so sánh khối

lượng thu được từ đồ thị với khối lượng của thanh khi đem cân

Ngày tháng năm Phòng thí nghiệm:

Họ và tên SV Nhóm: Nhận xét của GV 1 Thứ: 2 Tiết: 3 Bài thí nghiệm số 6 KHẢO SÁT LỰC MA SÁT BẰNG LỰC KẾ 1 Mục đích bài thí nghiệm:

2 Bảng số liệu: 2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát sự phụ thuộc của lực ma sát nghỉ fs và lực ma sát trượt fk vào trọng lượng của vật và chất liệu tiếp xúc (lấy g = 9,81 m/s2) Bảng 1: Sự phụ thuộc của lực ma sát nghỉ f s và lực ma sát trượt f k vào trọng lượng của vật Fg(N) Bề mặt nhựa Bề mặt gỗ fs(N) fk(N) fs(N) fk(N) Vẽ đồ thị thể hiện sự phụ thuộc giữa độ lớn lực ma sát vào trọng lượng, trong đó trục hoành biểu diễn trọng lượng Fg của vật, trục tung biểu diễn lần lượt các lực ma sát f

2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát sự phụ thuộc của lực ma sát nghỉ fs và lực ma sát trượt fk vào diện tích tiếp xúc

Bảng 2: Sự phụ thuộc của lực ma sát nghỉ f s và lực ma sát trượt f k vào diện tích tiếp xúc

Mặt nhỏ:

Mặt lớn:

Mặt nhỏ:

Mặt lớn:

Mặt nhỏ:

Mặt lớn:

Vẽ đồ thị thể hiện sự phụ thuộc giữa độ lớn lực ma sát vào trọng lượng, trong đó trục hoành

biểu diễn trọng lượng Fg của vật, trục tung biểu diễn lần lượt các lực ma sát f

2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát sự phụ thuộc của lực ma sát lăn fr vào trọng lượng của vật.

Bảng 3: Sự phụ thuộc của lực ma sát trượt f k và lực ma sát lăn f r vào trọng lượng của vật

Vẽ đồ thị thể hiện sự phụ thuộc giữa độ lớn lực ma sát vào trọng lượng, trong đó trục hoành

biểu diễn trọng lượng Fg của vật, trục tung biểu diễn lần lượt các lực ma sát f

2.4 Từ đồ thị, xác định hệ số góc của đường thẳng để suy ra hệ số ma sát nghỉ µs, hệ số ma sát trượt µk và hệ số ma sát lăn µr giữa vật và mặt phẳng ngang:

Thí nghiệm 1

Nhựa

Gỗ

2.5 Nhận xét, kết luận:

- Hãy so sánh giá trị hệ số ma sát nghỉ, hệ số ma sát trượt và hệ số ma sát lăn từ kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét?

- Lực ma sát phụ thuộc vào những yếu tố nào? Làm thế nào để giảm ma sát?

Ngày tháng năm Phòng thí nghiệm:

Họ và tên SV Nhóm: Nhận xét của GV 1 Thứ: 2 Tiết: 3 Bài thí nghiệm số 7 KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG THẲNG DƯỚI TÁC DỤNG CỦA LỰC KHÔNG ĐỔI 1 Mục đích bài thí nghiệm:

2 Bảng số liệu:

a Khảo sát gia tốc phụ thuộc lực tác dụng

- Trường hợp 1: Khối lượng xe M =……… g, khối lượng vật treo m1 =……… g;

- Trường hợp 2: Khối lượng xe M =……… g, khối lượng vật treo m2 =……… g;

Bảng 1

b Khảo sát gia tốc phụ thuộc khối lượng của vật

- Trường hợp 4: Khối lượng xe M1 =……… g, khối lượng vật treo m =……… g;

- Trường hợp 5: Khối lượng xe M2 =……… g, khối lượng vật treo m =……… g;

4 Đồ thị s(t) và v(t) của trường hợp 4, 5:

- Đồ thị s(t):

- Đồ thị v(t):

5 Tổng hợp kết quả đo: (Từ hệ số góc của các đồ thị v(t), lập bảng tổng kết 5 trường hợp thínghiệm Đánh giá số liệu và đưa ra so sánh với lý thuyết của định luật II Niu-tơn)

Ngày tháng năm Phòng thí nghiệm:

Họ và tên SV Nhóm: Nhận xét của GV 1 Thứ: 2 Tiết: 3 Bài thí nghiệm số 8 KHẢO SÁT SỰ RƠI TỰ DO 1 Mục đích bài thí nghiệm:

2 Bảng số liệu:

a Bảng số liệu 1 (bản mỏng)

BẢNG 1

b Bản vừa

c Bản dày

4 Nhận xét, kết luận

a Viết phương trình vận tốc, quãng đường thu được bằng excel đối với mỗi bản nhựa

Từ đó suy ra giá trị gia tốc tương ứng:

b So sánh sự rơi tự do của 3 vật khối lượng khác nhau dựa trên các phương diện: quãng đường rơi, vận tốc rơi và gia tốc rơi: