11593

Определение момента инерции тел с помощью унифилярного подвеса

Лабораторная работа

Физика

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13 Определение момента инерции тел с помощью унифилярного подвеса Цель работы: определить моменты инерции различных тел методом крутильных коле баний. Пронаблюдать зависимость момента инерции от массы тела и ее распределения относитель

Русский

2013-04-10

69.5 KB

88 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13

Определение момента инерции тел

с помощью унифилярного подвеса

Цель работы:

определить моменты инерции различных тел методом крутильных коле-

баний. Пронаблюдать зависимость момента инерции от массы тела и ее распределения относительно оси вращения.

Приборы и принадлежности: унифилярный подвес, набор грузов (куб, два параллелепипеда), миллисекундомер.

ХОД РАБОТЫ:

1. прямые измерения:

1.1.Определяем размеры и массу данных тел, результаты заносим в таблицу №1:

таблица №1

тело

m,

кг.

a,

м.

b,

м.

C,

М.

куб

0,940

0,05

0,05

0,05

параллелепипед №1

1,880

0,06

0,1

0,04

параллелепипед №2

1,940

0,05

0,1

0,05

1.2.Определяем время n-числа колебаний. Заносим данные в таблицу №2:

таблица №2

n

тело

tx,

c.

ty,

c.

tz,

c.

tAC’,

c.

13

куб

       2,676

    2,681

    2,671

   2,676

7

Параллелепипед №1

       3,096

    3,425

    4,065

   3,526

10

Параллелепипед №2

       3,094

    3,425

    4,066

   3,529

2. косвенные измерения:

2.1.Рассчитываем периоды колебаний тел относительно осей x, y и z , по ниже приведенной формуле, результаты заносим в таблицу №3:

Тi=

где 

 ti-время колебаний относительно осей координат;

 n-число колебаний.

таблица №3

Тело

Tx,

c.

Ix,

10-3

кг м2.

Ty,

c.

Iy,

10-3

кг м2.

Tz,

c.

Iz,

10-3

кг м2.

TAC’,

с.

IAC’,

10-3

кг м2.

Куб

0,397

0,392

0,397

0,392

0,397

0,392

0,397

0,392

Параллелепипед №1

0,619

0,953

0,685

1,167

0,813

 1,644

0,705

1,255

Параллелепипед №2

0,628

0,962

0,702

1,264

0,874

1,899

0,735

1,375

2.2. Рассчитываем момент инерции куба относительно оси, проходящей через центр противоположных граней, по формуле:

Iкуба=ma2,     Iкуба=0,94кг (0,05м)2=3,9167 10-4(кг м2).

где

 m-масса куба;

 a-ребро куба

2.3. Рассчитываем моменты инерции относительно различных осей вращения, зная момент инерции куба, для параллелепипедов по ниже приведенной формуле. Результаты заносим в таблицу №3:

Iтела=Iкуба2

2.4. Проверим ниже приведенную формулу, подставив в нее полученные значения:

для куба:

[(0,05м)2 + (0,05м)2 + (0,05м)2](0,397c)23[(0,397c)2(0,05м)2]

0,00118 м2с20,00118 м2с2

для параллелепипеда №1:

[(0,06м)2 + (0,1м)2 + (0,04м)2](0,705c)2[(0,619c)2(0,06м)2 + (0,685с)2(0,1м)2 +

+ (0,813с)2(0,04м)2]

0,00735 м2с20,00735 м2с2

для параллелепипеда №2:

[(0,05м)2 + (0,1м)2 + (0,05м)2](0,735c)2[(0,628c)2(0,05м)2 + (0,702c)2(0,1м)2 +

+ (0,874c)2(0,05м)2]

0,00811 м2с20,00811 м2с2

Вывод:

Мы определили моменты инерции тел методом крутильных колебаний (периодическое движение относительно оси, проходящей через центр масс этого тела, когда угол отклонения  от положения равновесия изменяется по закону синуса или косинуса: ). Пронаблюдали зависимость момента инерции от массы тела и ее распределения относительно оси вращения. Мы проверили формулу, приведенную в пункте 2.4. и получили, что левая и правая части примерно совпадают. Это подтверждает правильность наших вычислений.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

61526. Открытый урок по физической культуре 23.2 KB
  Описание упражнения Дозировка Методические указания Подготовительная часть 12 15 минут Построение и расчет группы 1 минута Четкая формулировка согласно правилам и произнесение команд Упражнения в ходьбе...
61527. Праздники 17.56 KB
  Задачи урока 1. Активизация знакомой лексики по теме Праздники 2. Применение учащимся знаний времен английского глагола: The Present Simple tense, The Past Simple tense, The Future Simple tense, The Present Progressive tense...
61528. Альберт Эйнштейн. Специальная теория относительности 190.67 KB
  Статья отнесена к разделу: Преподавание физики Во всем виноват Эйнштейн. Подготовка к уроку: Подготовка наглядности к уроку: портреты Эйнштейна в позднем возрасте карикатуры на него портрет Амадея Моцарта...
61529. Духовная жизнь: достижения и потери 30.63 KB
  Цели урока: 1)образовательные: Помочь учащимся целостно представить проект изучения новой темы и сформировать представление о причинах идеологического наступления на культуру. 2) развивающая: Развитие информационной культуры учащихся, умение структурировать информацию...
61530. Животные 21.94 KB
  Подготовка к новому материалу 10 мин Физ. минутка 1 мин Объяснение новой темы 15 мин Физ. минутка 1 мин Закрепление пройденного 10 мин Итог урока 2 мин Ход урока Этап работы Содержание работы Примечание...
61531. Использование элементов фольклора по теме «Глагол» 36.86 KB
  Цель: Научить детей распознавать глагол как часть речи на примере устного народного творчества. б Закреплять умение ставить вопрос к глаголу.
61534. Понятие об одушевленных и неодушевленных существительных 20.54 KB
  Цель урока: открыть новые знания: имена существительные которые отвечают на вопрос: Кто обозначающие живой предмет живых существ умеющих самостоятельно бегать летать плавать хватать пищу наделенные душевными переживаниями называются одушевленными...