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

3 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

25574. Н. Г. Чернышевский (1828 – 1889 ) о предмете и методах психологии 26 KB
  Чернышевский 1828 1889 о предмете и методах психологии Был сподвижником Добролюбова. Один из первых материалистов в России поставил вопрос о предмете задачах и методах научной психологии. Отсюда выводит главную задачу психологии: выяснение причин и законов протекания психических явлений. Причины и психические закономерности которые должны составить предмет психологии: Зависимость человеческой психики от внешнего мира от физиологических процессов протекающих в телесных органах органы чувств мозг НС.
25575. Основные направления в развитии психологии внутри естествознания 26 KB
  Важнейшей естественнонаучной основой психологии является физиология и поэтому прежде всего от ее состояния зависели судьбы психологии. Отдельные специальные области физиологии развились настолько что они вплотную подошли к экспериментальной разработке проблем издавна относящихся к ведению психологии: нервномышечная физиология физиология органов чувств анатомия и физиология ГМ Наряду с ними проникновению экспериментального метода в психологию способствовали астрономия физическая оптика и акустика биология психиатрия.
25576. Оформление психометрии как экспериментальной области измерения времени психических реакций 28.5 KB
  В результате установил что большее время занимают психофизиологические процессы на уровне высших отделов ЦНС тогда как в периферических частях скорость протекания нервных процессов подвержена меньшим изменениям под влиянием воздействующих факторов. В работах Экснера проблема личного уравнения всё более выступала как физиологическая поэтому он предложил заменить название на время реакции. Этот временной интервал носил предварительный и приблизительный характер точное время осталось не установленным. С помощью этого эксперимента он...
25577. Создание Фехнером психофизики 29.5 KB
  В центре его интересов оказался давно установленный рядом наблюдателей факт различий между ощущениями в зависимости от того какова первоначальная величина вызывающих их раздражителей. Занявшись изучением того как изменяются ощущения различных модальностей опыты ставились над ощущениями которые возникают при взвешивании предметов различной тяжести при восприятии предметов на расстоянии при вариациях в их освещенности и т.Вебер который ввел понятие об едва заметном различии между ощущениями. В тех случаях когда минимальный прирост...
25578. Гельмгольц: эмпирическая теория зрения и резонансная теория слуха 33.5 KB
  Экспериментальная психофизиология Гельмгольца. Гельмгольц: эмпирическая теория зрения и резонансная теория слуха. Гельмгольца занимали вопросы психофизиологии зрения и слуха. Гельмгольц приступает почти сразу же после своих известных опытов по измерению скорости проведения нервного возбуждения 1851.
25579. Вундт и его реформаторская роль в оформлении психологии как самостоятельной и экспериментальной науки 31 KB
  Первым вариантом психологии как самостоятельной науки явилась физиологическая психология В. Основания физиологической психологии Вундта явились началом психологии как самостоятельной науки. он создал психологическую лабораторию на базе которой через два года был создан Институт экспериментальной психологии с самого начала превратившийся в международный центр по подготовке психологов.
25580. Опыты Эббингауза по изучению памяти 27.5 KB
  для того чтобы изучать память через воспроизведение необходимо измерить результат заучивания а для этого необходимо иметь материал заучивания который можно было количественно измерить и он должен быть одинаковой трудности. Для изучения памяти разработал три разновидности метода заучивания: метод полного заучивания многократное повторение слогов до полного их безошибочного воспроизведения метод экономии позволял выяснить в какой мере каждое новое повторение способствует запоминанию ранее заученных слогов и метод поправок возможность...
25581. Экспериментальное изучение мышления в Вюрцбургской школе 34 KB
  Экспериментальное изучение мышления в Вюрцбургской школе. В опытах по изучению мышления роль экспериментатора сводилась к регистрации и редакции речевого отчёта испытуемого. Первые экспериментальные исследования в области мышления открывают опыты Марбе и Майера с Орта которые были посвящены изучению психологических особенностей суждения 1901. Поэтому Марбе отнёс мышления к логике.
25582. Сеченов и его роль в естественнонаучной перестройки психологии 33 KB
  Проект развития психологии как самостоятельной науки одновременно с Вундтом был предложен выдающимся отечественным физиологом И. Система взглядов Сеченова представляла собой оригинальную теоретическую программу естественнонаучной перестройки психологии на основе использования объективных методов исследования. Признание рефлекторной природы психического позволило Сеченову поновому посмотреть: на предмет психологии как науки; происхождение психических деятельностей исходный методологический принцип изучения психики; изучать психический...