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

4 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

84346. Утренняя физическая зарядка 51.94 KB
  Стоя подниматься на носки руки поднять через стороны вверх прогнуться вдох; вернуться в исходное положение выдох. Стоя мах левой ногой назад руки махом вперед кисти расслаблены вдох; исходное положение выдох; повторить то же с правой ноги.
84347. Дробные выражения 160 KB
  Так вот, давайте сегодня на уроке будем следовать этому совету писателя, будем активны, внимательны, будем поглощать знания с большим желанием, ведь они пригодятся вам в вашей дальнейшей жизни. Тема нашего занятия «Дробные выражения».
84348. Поэтика рассказа «Бирюк» 32.9 KB
  Задачи: Продолжить формирование умения выявлять причинно-следственные связи в процессе самостоятельной и коллективной работы учащихся их поисковая исследовательская деятельность; Формировать познавательную активность умение решать проблемные ситуации продолжить развитие навыков...
84349. Мостай Кәрим. Уҡытыусыма шиғыры. Сифат тураһында үтелгәндәрҙе ҡабатлау темаһына дәрес 32.21 KB
  Маҡсат: уҡыусыларҙы Башҡортостандың халыҡ шағиры Мостай Кәримдең ҡыҫҡаса биографияһы һәм ижады менән танышыу; Уҡытыусыма шиғырының идея-тематик йөкмәткеһе менән таныштырыу; уҡыусыларҙың сифат тураһындағы белемдәрен нығытыу, телмәрен үҫтереү...
84350. БЕССОЮЗНОЕ СЛОЖНОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ 68.5 KB
  Обучающие: Формирование навыков постановки знаков препинания в бессоюзном сложном предложении; Закрепление навыка определения смысловых отношений между частями БСП; Формирование навыков стилистического анализа текста; Обучение учащихся связному высказыванию на лингвистическую тему.
84352. Внутренняя политика Екатерины II 25.08 KB
  Цели: Образовательные: изучение личности Екатерины II ознакомление учащихся с ее преобразованиями сформировать у учащихся представления о внутренней политике Екатерины II; Развивающие: создать условия для развития логического и образного и критического мышления...
84354. Измерение и сравнение длины предметов. Знакомство со старинными мерами длины 5.24 MB
  Предметные результаты: Продолжить формирование умений измерять и сравнивать длину предметов различными мерами длины закреплять умение сравнивать длины предметов различными способами развитие глазомера внимания памяти.