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

70029. Правовая природа монополий. Виды монополий по российскому праву 14.5 KB
  Что касается сугубо юридической стороны дела то в действующем законодательстве отсутствует легальное определение понятия монополия. Монополия может возникнуть на рынке в силу различных обстоятельств исходя из которых обычно выделяются три основных типа монополий...
70030. Основные методологические принципы эмпирической науки 18.58 KB
  Часто призывают строить естественные классификации полагая что такая классификация определяется природой изучаемых явлений. Более-менее заменяет представление о естественности требование чтобы классификации были или теоретически или прагматически осмыслены.
70031. Построение и уравнивание маршрутной и блочной фототриангуляции по методу связок 117.5 KB
  При построении сети фототриангуляции методом связок для каждого изображения точки (определяемой и опорной), измеренного на снимке составляются уравнения коллинеарности...
70032. Система конкурентного права. Правовая природа отношений, складывающихся в сфере конкуренции 21.5 KB
  Конкурентное право как отрасль законодательства характеризуется конкретным предметом правового регулирования который по экономическому содержанию распадается на две группы отношений: отношения связанные с конкуренцией; 2 отношения в сфере монополий.
70034. Оптимальное распределение потоков мощности в замкнутых контурах электрической сети 62.65 KB
  Параметры режима Z делятся на независимые Y и зависимые X. Число уравнений установившегося режима 2n равно числу зависимых параметров режима Х комплексных напряжений в узлах. Общее число параметров режима Z m входящих в уравнение больше 2n числа этих уравнений.
70035. Софісти 39 KB
  Увагу софістів перенесено із Космосу природи на проблеми людини суспільства знання. Сократ як і дехто з софістів досліджував проблему людини розглядаючи її як істоту моральну. Сократ стверджував що природа вищий у порівнянні з людиною світ непізнанна а пізнати можна...