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

61998. Освоение приемов затирки накрывочного слоя 22.72 KB
  обучающая: сформировать умения и навыки по выполнению приемов набрасывания раствора кельмой, ковшом с разравниванием полутерком. Научить рационально организовывать рабочее место и соблюдать требования безопасности труда...
61999. Выгоночные растения 1.62 MB
  В результате изучения данной темы обучающиеся должны иметь практический опыт: выгонки луковичных растений зимующих в открытом грунте; уметь: определять качество выгоночного материала; создавать необходимый температурный режим в течении длительного периода времени...
62000. Метод круговой тренировки 132.81 KB
  Задачи урока: Совершенствование физических упражнений, закрепление знаний и умений. Развитие физических и психических качеств; силовых, скоростно-силовых способностей. Воспитание волевых качеств, самостоятельности, взаимопомощи, взаимовыручки, трудолюбия, чувства коллективизма.
62001. Hippocrates – «The Father of Medicine» 72.24 KB
  Цели занятия: Дидактические: изучить новые лексические единицы по теме и применять их при чтении текста о выдающимся греческом ученом Гиппократе; развивать навыки аудирования и монологического высказывания диалогической речи...