14331

Визначення моменту інерції маятника Обербека

Лабораторная работа

Физика

Лабораторна робота №4 Визначення моменту інерції маятника Обербека Мета роботи: Використовуючи основний закон динаміки обертового руху визначити момент інерції хрестоподібного маятника Обербека Прилади та обладнання: хрестоподібний маятник Оберб...

Украинкский

2013-06-03

82.5 KB

20 чел.

Лабораторна робота №4

Визначення моменту інерції маятника Обербека

Мета роботи: Використовуючи основний закон динаміки обертового руху, визначити момент інерції хрестоподібного маятника Обербека

Прилади та обладнання: хрестоподібний маятник Обербека, секундомір, штангенциркуль.

Опис приладу:

Хрестоподібний маятник Обербека являє собою шків, до якого прикріплені чотири спиці з тягарцями масою m1, кожний. Ці тягарці за допомогою гвинтів можуть бути закріплені на спицях на будь-якій відстані від осі обертання або ж зняті. На  шків намотується нитка, до кінця якої прикріплюється тягар масою m. Під дією тягаря нитка, розмотуючись, приводить систему до рівноприскореного  обертання.

На тягар діють дві  сили: сила тяжіння ( де g – прискорення вільного падіння) і сила натягу нитки Т. Їх рівнодіюча /P-Т/ визначається за другим законом Ньютона: P-Т= та , звідки

                                                                                                     (1)

де а – лінійне прискорення тягаря m, нитки і точок на поверхні шківа.  Якщо h-шлях, який проходить тягар m за час t, то

                                                                                                                                                                          (2)

  Кутове прискорення  ε   зв'язане з лінійним а співвідношенням:

                                                      або                ,                                                                           (3)

де R  радіус шківа, d – його діаметр.

Обертання маятника спричиняється моментом М сили натягу нитки Т :  

                                                                                                                                       (4) 

За основним законом динаміки обертового руху  визначаємо момент інерції І хрестоподібного маятника :

                                                                                                     ( 5)

За формулами (2), (3) і (5) у роботі визначають лінійне та кутове прискорення (а  і  ε), а також моменти інерції ( І ) хрестоподібного маятника з тягарцями. Момент інерції І0 чотирьох тягарців на спицях визначають за формулою

                                                                                                                     (6)

В останньому випадку тягарці m1  приймають за матеріальні точки, що знаходяться на відстані r від осі обертання.

Порядок виконання роботи

  1.  Записати задані значення мас m і 4m1.
  2.  Штангенциркулем виміряти діаметр шківа d.

3  Відмітивши початкове положення тягаря m і надаючи йому можливість падати
   уздовж шкали, визначають
t1 - час падіння тягаря на шляху h. Вимірювання
   провести тричі.

  1.  Визначити лінійне < а >, і кутове  < ε > прискорення за    формулами (2) і (3), підставляючи в них  значення прямих вимірювань.
  2.  Розрахувати момент  інерції < І >  хрестоподібного маятника за формулою (5).

6.   Визначити момент  інерції тягарців  І0  за формулою (6).

7.   Обчислити абсолютну та відносну похибки  для момента  інерції < І >.

8.  Оформити звіт, занести дані в таблицю:

№ п. п.

 Табличні і задані данні

          Результати прямих вимірювань

g. м/с²

m. кг

4m1, кг

h, м

t , с

d , м

r, м

п/п.

Результатиy непрямих вимірювань

а ,

м/с²

ε,

рад/с²

І0,

кг м²

І,

кг·м²

Ісер,

кг·м²

І,

кг·м²

Ісер,

кг·м²

9. Обчислити абсолютну та відносну похибки, кінцевий результат записати у вигляді:

І = ( <Ісер > ±∆Ісер ) …. кг м²

Контрольні питання

  1.  Сформулювати визначення моментів інерції матеріальної точки та тіла довільної форми; пояснити фізичний зміст моменту інерції.
  2.  Сформулювати і записати рівняння динаміки обертального руху твердого тіла.
  3.  Дати визначення кутових швидкості та прискорення.
  4.  Записати формулу кінетичної енергії  тіла, що обертається.
  5.  Що називається моментом кількості руху твердого тіла?
  6.  Сформулювати закон збереження моменту кількості руху.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65622. ПОВІСТІ Й РОМАНИ І. С. НЕЧУЯ-ЛЕВИЦЬКОГО: АРХЕТИПНИЙ АНАЛІЗ 149 KB
  Цей аспект його творчості довго замовчувався дослідниками. Об’єктивний аналіз написаного митцем засвідчує, що його українська сутність виявляється не лише на ідеологічному рівні, а й виринає із глибин підсвідомості. Через те він немовби зсередини бачив історію України, долю українців, душу українця.
65623. ЕКОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ЛІХЕНОІНДИКАЦІЇ АНТРОПОГЕННО ТРАНСФОРМОВАНОГО СЕРЕДОВИЩА НА ПІВДЕННОМУ СХОДІ УКРАЇНИ 297 KB
  На відміну від центральних регіонів країни на південному сході України вивченість можливості ліхеноіндикації не була реалізована повною мірою. Оскільки біоіндикаційні властивості можуть бути обмежені екологічними факторами навколишнього середовища вплив яких викликає у індикаторного...
65624. ВПЛИВ НЕСТАБІЛЬНОСТІ ХАРАКТЕРИСТИК ШИН НА НЕРІВНОМІРНІСТЬ ЇХНЬОГО НАВАНТАЖУВАННЯ І СТІЙКІСТЬ РУХУ АВТОМОБІЛІВ 397 KB
  Традиційні способи комплектації шин (у тому числі і здвоєних) не забезпечують необхідної довговічності під час експлуатації. На складених колесах зі здвоєними шинами утворюються потоки паразитної потужності, що циркулює у замкненому контурі й спричинює додаткові втрати на тертя між рушієм і дорогою.
65625. ФОРМУВАННЯ ПРОГНОСТИЧНИХ УМІНЬ МАЙБУТНІХ МЕНЕДЖЕРІВ У ВИЩИХ АГРАРНИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДАХ 309 KB
  У реалізації завдань гуманістичної трансформації менеджмент-освіти пріоритетна роль належить розвитку професійних умінь майбутніх управлінців. Одним із них є вміння правильно передбачати можливі напрями розвитку підприємства та розробляти його подальшу стратегію, що практично неможливо...
65626. ТЕХНОЛОГІЯ СОУСІВ З ДІЄТИЧНИМИ ДОБАВКАМИ ФУНКЦІОНАЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ 9.48 MB
  Перспективним напрямом вирішення завдання щодо підвищення харчової цінності зниження дефіциту есенційних речовин є розроблення технології соусів функціонального призначення що передбачає поєднання традиційної сировини з дієтичними добавками.
65627. ПОТОКОВІ МОДЕЛІ ТА ДВОРІВНЕВІ МЕТОДИ УПРАВЛІННЯ ТРАФІКОМ В IP/MPLS-МЕРЕЖАХ З ПІДТРИМКОЮ ТЕХНОЛОГІЇ TRAFFIC ENGINEERING 577.5 KB
  Графові моделі пошуку найкоротшого шляху, що використовуються в сучасних протоколах маршрутизації, а також засновані переважно на адміністративному впливі механізми управління чергами мають досить обмежені можливості щодо врахування характеристик трафіка й вимог, що стосуються якості обслуговування та масштабованості.
65628. Інформаційне та технічне забезпечення екологічної безпеки критично небезпечних промислових об’єктів 397 KB
  На відміну від автоматичних установок пожежогасіння які розраховують виходячи з подачі обєму рідини на одиницю площі за відрізок часу в якості параметрів ефективності зменшення установкою екологічно шкідливого впливу аварії автором запропоновано розраховувати нову установку виходячи з відношення обєму розпорошеного...
65629. ЛЕКСИКА «ДИТЯЧОГО СПІЛКУВАННЯ» У ГОВІРКАХ ЦЕНТРАЛЬНОЇ СЛОБОЖАНЩИНИ (ХАРКІВЩИНИ) 145.5 KB
  Усі ці роботи різні тематикою матеріалом й аспектами вивчення поєднує одне: предметом дослідження в них є говірне мовлення дорослих. Територіальне ж дитяче мовлення на сьогодні залишається практично не дослідженим як у світовому так і у вітчизняному мовознавстві хоча теоретичне осмислення цього...
65630. ДЕРЖАВНА ПОЛІТИКА ТА ФІНАНСОВИЙ МЕХАНІЗМ ЦІНОУТВОРЕННЯ НА СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКУ ПРОДУКЦІЮ 495 KB
  Водночас забезпечення сталого суспільного розвитку потребує належного регулюючого впливу державної політики і фінансового механізму на функціонування національної економіки через удосконалення системи цін. Важливу роль у здійсненні процесів відтворення та узгодження економічних...