11598

Определение момента инерции тел относительно оси методом крутильных колебаний

Лабораторная работа

Физика

Фронтальная лабораторная работа по механике: Определение момента инерции тел методом крутильных колебаний. Цель работы: а определить момент инерции тела относительно оси

Русский

2015-01-26

208 KB

10 чел.

Фронтальная лабораторная работа по механике:

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, линейка, секундомер, две гири.  

Ход работы:

Упражнение №1. Определение момента инерции ненагруженной платформы.

  1.  Измеряем радиус R платформы. R = 12,2 см = 0,122 м.

Измеряем радиус верхнего диска. r = 4,7 см = 0,047 м.

Измеряем длину нитей подвеса     = 86 см =0,86 м.

Масса платформы  m=3002 г = 0,3  0,002 кг.

                     2. Создаем крутильные колебания, для чего поворачиваем платформу вокруг вертикальной оси симметрии на 5-6 и отпускаем. Замеряем время t 20

   полных колебаний. Опыт повторяем 5 раз.

t= 46 c; t= 46 с; t= 45 c; t= 46 c; t= 45 c.   

Находим t=, где n – число измерений.  t= 45,6 c 

Находим T= , где n – число коле6аний. T= 2,28 c

3. Находим момент инерции платформы  I:  I=; I= 0,0026

 Вычислим приборные погрешности   

  , где - цена деления прибора; - коэффициент Стьюдента для бесконечно большого числа измерений.   t;0.95 = 2;  = 2*0,001/3=0,000666м

  , где - цена деления прибора;  = 2*0,001/3=0,000666м

где - цена деления прибора;  =2*0,001/3=0,000666м

 Вычислим случайные погрешности ; , где  для произвольного числа измерений n; ;   0,783 с.

Оценим погрешность измерения:

   ; I=  0,00178

Упражнение №2. Определение момента инерции тела относительно оси, проходящей        через центр массы тела.

1. Поместим тело массой  m  на платформу так, чтобы ось вращения проходила через центр массы тела.

      Масса гири = 200 г =0,2 кг.

2. Создаем крутильные колебания, для чего поворачиваем платформу вокруг вертикальной оси симметрии на 5-6 и отпускаем. Замеряем время t 20

    полных колебаний. Опыт повторяем 5 раз.

t= 36 c; t= 36 c; t= 37 c; t= 36 c;   t=37 c

t=, где n – число измерений.  t=  36,4 c

Находим T= , где n – число коле6аний. T= 1,82 c

3. Находим момент инерции платформы  I:  I=; I= 0,0028

Вычислим  I:  I= I- I; =  0,0002

     Рассчитаем теоретическое значение момента инерции тела I: I=, где R радиус         тела; R= 4 см =0,04 м;  = 0,00024

     Вывод: 

                

                       

                                Упражнение №3. Проверка теоремы Штейнера.

    

    1. Для проверки теоремы Штейнера строго симметрично поместим два одинаковых тела с массами m на платформу так, чтобы их центры находились на определённом расстоянии d от оси вращения.

   2. Создаем крутильные колебания, для чего поворачиваем платформу вокруг вертикальной оси симметрии на 5-6 и отпускаем. Замеряем время t 20

    полных колебаний. Опыт повторяем 5 раз.

       t=37; t=38; t=38; t=38; t=37.

    t=, где n – число измерений.  t=  37,6 c

   Находим T= , где n – число коле6аний. T= 1,88 c

      3. Находим момент инерции платформы  I:  I=; I= 0,0041

   Вычислим момент инерции одного тела  I, находящегося на расстоянии d от оси вращения системы:        I=;   I= 0,00075

     Рассчитаем теоретическое значение момента инерции тела Iпо теореме Штейнера:

         I=; d = 5,5 cм = 0,055 м;  I= 0,00114 .

     Вывод:

     

    

     Вывод: В ходе лабораторной работы я научился определять момент инерции тела относительно оси, проходящей через центр массы тела, а также проверил теорему Штейнера.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19270. Каноническое проектирование. Типовое проектирование ИС. Параметрически-ориентированное проектирование. Модельно-ориентированное проектирование 280.39 KB
  Лекция 3. Каноническое проектирование. Типовое проектирование ИС. Параметрическиориентированное проектирование. Модельноориентированное проектирование. 3.1. Каноническое проектирование Организация канонического проектирования ИС ориентирована на использов...
19271. Работа с матрицами. Формирование матриц третьего порядка 17.02 KB
  В ходе лабораторной работы были сформированы две матрицы третьего порядка, с ними были выполнены указанные в задании операции. Результаты выполнения команд представлены в коде
19272. Системный подход к проектированию ИС. Структурные методы анализа и проектирования ИС. Объектно-ориентированная методика проектирования ИС 228.76 KB
  Лекция 4. Системный подход к проектированию ИС. Структурные методы анализа и проектирования ИС. Объектноориентированная методика проектирования ИС. Cравнение объектноориентированного и структурного подхода. Модели деятельности предприятия. Проведение обследования.
19273. Средства структурного анализа. Метод функционального моделирования IDEF0. Метод моделирования процессов IDEF3 255.24 KB
  Лекция 5. Средства структурного анализа. Метод функционального моделирования IDEF0. Метод моделирования процессов IDEF3. Моделирование потоков данных Модели сущностьсвязь ERмодели. Графические нотации ERмодели 5.1. Метод функционального моделирования IDEF0 Метод IDEF0 с...
19274. Методология ARIS. Диаграммы переходов состояний (State Transition Diagram, STD). Структурные карты Константайна 196.42 KB
  Лекция 6. Методология ARIS. Диаграммы переходов состояний State Transition Diagram STD. Структурные карты Константайна. Структурные карты Джексона. Метод EricssonPenker. Метод моделирования используемый в технологии Rational Unified Process 6.1. Методология ARIS Методология ARIS реализует принцип...
19275. История UML Описание UML. Сущности UML. Отношения UML. Диаграммы UML. Расширения языка UML. Диаграммы классов 290.15 KB
  Лекция 7. История UML Описание UML. Сущности UML. Отношения UML. Диаграммы UML. Расширения языка UML. Диаграммы классов. Диаграммы использования usecase диаграммы прецедентов. Диаграмма последовательности. Диаграмма кооперации. Диаграмма состояний. Диаграмма деятельности. ...
19276. Назначение CASE-средств. Архитектура CASE-средств. Классификация CASE-средств. Обзор CASE-средств. Системы автоматизированного проектирования 378.84 KB
  Лекция 8. Назначение CASEсредств. Архитектура CASEсредств. Классификация CASEсредств. Обзор CASEсредств. Системы автоматизированного проектирования. Обзор САПР. Компанииразработчики САПР. 8.1. Назначение CASEсредств Термин CASE расшифровывается как ComputerAssisted Software Engineerin...
19277. Проектирование фактографических ИС и хранилищ данных. Подходы к проектированию БД 298.35 KB
  Лекция 9. Проектирование фактографических ИС и хранилищ данных. Подходы к проектированию БД. Этапы нисходящего подхода к проектированию баз данных. Проектирование хранилищ данных. 9.1. Подходы к проектированию баз данных Можно выделить два основных подхода к про
19278. Назначение документальных ИС. Особенности представления и использо-вания документальной информации 244.3 KB
  Лекция 10. Назначение документальных ИС. Особенности представления и использования документальной информации. Типология документальных БД. Типология поисковых задач и режимы обслуживания. Основные процессы обработки и хранения документальной информации. 10.1. Наз...