11591

Определение момента инерции тел методом крутильных колебаний

Лабораторная работа

Физика

Лабораторная работа № 5 Определение момента инерции тел методом крутильных колебаний Цель работы: а определить момент инерции тела относительно оси проходящей через центр массы тела; б проверить теорему Штейнера. Приборы и принадлежности: трифилярный по...

Русский

2013-04-10

160 KB

2 чел.

Лабораторная работа  № 5

Определение момента инерции тел методом крутильных колебаний

Цель работы:

а) определить момент инерции тела относительно оси, проходящей через центр массы тела;

б) проверить теорему Штейнера.

Приборы и принадлежности:

трифилярный подвес, секундомер, линейка, штангенциркуль, два одинаковых тела (масса m1=0,5 кг), весы.

Ход работы. 

Упражнение № 1

Определение момента инерции ненагруженной платформы.

1. Измерить радиус R платформы, радиус r верхнего диска, длину l нитей подвеса. Масса платформы заданна с точностью

m0, m0=(30 0,2)10-2 кг

R=0,129 м

r=0,049 м

l=0,93 м

2. Создать крутильные колебания, для чего повернуть платформу вокруг вертикальной оси на 5-6 и отпустить.

3. Не останавливая платформу, измерить время t0 20 полных колебаний. Опыт повторить три раза, рассчитать <T0>:

 x

 t0, с

(ti-<t0>)2, c2

1.

 38,2

0,0562

2.

 39,5

0,8046

3.

 37,9

1,2837

4.

39,2

5.

36,8

  

                           

где n - число колебаний.

, где x - число измерений.

<t0> =                

 

4. Рассчитать момент инерции платформы по формуле:

                                                  (1)

 

5. Оценить погрешность измерения по формуле:

,

где R, r, l - приборные; T0=t - случайные погрешности.

m0=0,002 кг,

  ,

  3,2=

=1,913099(c)

I0=0,0043177(кгм2).

Упражнение № 2

Определение момента инерции тела относительно оси, проходящей через центр массы тела.

1. Тело массой m1 поместить на платформу так, чтобы ось вращения проходила через центр массы тела.

2. Определить среднее значение периода <T1> крутильных колебаний платформы вместе с телом как указанно в упр.1. Рассчитать момент инерции платформы с телом по формуле:

,                                                  (2)

где m1=(50 0,2)10-2 кг

Создать крутильные колебания, для чего повернуть платформу вокруг вертикальной оси на 5-6 и отпустить. Не останавливая платформу, измерить время t1 10 полных колебаний. Опыт повторить три раза, рассчитать <T1>:

 X

 t1, с

1.

29,3 

2.

 28,7

3.

31,3 

4.

28,2

5.

30,4

где n - число колебаний.

, где x - число измерений.

      

  

3. Из соотношений (1) и (2) определить момент инерции тела I2

  (кгм2)

4. Рассчитать теоретическое значение момента  по формуле:

, где R1 - радиус тела.

R1=0,04 м

Сравнить  и , сделать вывод.

  (кгм2)

Вывод: 

  

Упражнение № 3

Проверка теоремы Штейнера.

1. Для проверки теоремы Штейнера два одинаковых тела с массами m1 строго симметрично поместить на платформу так, чтобы их центры находились на определённом расстоянии d от оси вращения платформы.

2. Определить период колебаний <T3> платформы с двумя телами, как указано в упр.1 и рассчитать момент инерции I3:

Создать крутильные колебания, для чего повернуть платформу вокруг вертикальной оси на 5-6 и отпустить. Не останавливая платформу, измерить время t3 10 полных колебаний. Опыт повторить три раза, рассчитать <T3>:

 x

 t3, с

1.

 34,2

2.

 36,7

3.

34,6 

4.

35,8

5.

37,4

где n - число колебаний.

, где x - число измерений.

  

3. Определить момент инерции одного тела I4, находящегося на расстоянии d от оси вращения системы:

   (кгм2)

4. Рассчитать теоретическое значение момента инерции тела

по теореме Штейнера: , где  - момент инерции тела относительно оси, проходящей через центр масс тела, значение которого взять из упр.2. Расстояние d измерить штангенциркулем.

(кгм2)

d=0,056 м

  (кгм2)

  1.  Сравнить  и , сделать вывод.

Вывод:  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

38727. ХИРУРГИЯ РЕАНИМАТОЛОГИЯ 150.5 KB
  Представленные тесты с выбором одного правильного ответа из 4х предложенных охватывают все разделы новых учебных программ: организация хирургической травматической онкологической и реанимационной помощи этиопатогенез клиника и диагностика принципы лечения и реабилитации больных с наиболее часто встречающейся хирургической патологией. При затруднении в ответах на тестовые задания рекомендуем воспользоваться предложенной в конце книги литературой затем попытаться повторно ответить на вопросы и лишь после этого обратиться для...
38728. Ключевые понятия интеллигентности 169.5 KB
  Лишь постепенно выясняется, насколько содержательным, объемным, сложным, многогранным и интересным оказывается явление интеллигентности. Все попытки ее определения и описания сопровождаются использованием понятий, свойственных носителям интеллигентности или как-то их характеризующих. Но есть понятия, интеллигентность обусловливающие. От того, насколько глубоко мы способны их осознать, зависит очень многое в нашем жизни.
38731. Создание мобильного пространства школьного музея 4.31 MB
  Учебно-методическом пособии: «Музей-пространство образования» выпуск 1 «Педагогический музей: от традиций к новациям» отражена концепция музейно-педагогического комплекса как образовательного поля-особой развивающей среды, в которой:
38732. Моделирование механизма изменения светимости красного гиганта, инициированного гравитационным взаимодействием в кратных системах 473.5 KB
  Исследование в основе своей опирается на методы математического моделирования. В качестве основного методологического подхода для построения исходной модели изучаемой системы использовался один из вариационных принципов механики – принцип Гамильтона (принцип наименьшего действия)
38733. Протокол LLC уровня управления логическим каналом. Типы протоколов и их структуры 289 KB
  Локальной вычислительной сетью принято называть сеть, все элементы которой располагаются на сравнительно небольшой территории. Такая сеть обычно предназначена для сбора, передачи и распределённой обработки информации в пределах одного предприятия или организации.
38734. Основы менеджмента 874.5 KB
  Менеджмент и деловая активность организации. Место и роль менеджмента в системе деловой активности организации. Менеджмент и деловая активность организации 1. Сущность объект и предмет теории управления Для достижения целей организации необходима скоординированность ее задач.