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

18 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

5623. Цена, ценообразование на предприятии (фирме) 96 KB
  Цена, ценообразование на предприятии (фирме) Цена, ценообразующие факторы Важнейшими категориями рыночной экономики являются цена и ценообразование. Цена - это денежное выражение стоимости товара, а ценообразование - процесс формирования цен, опр...
5624. Маркетинговая деятельность на предприятии (фирме) 70 KB
  Маркетинговая деятельность на предприятии (фирме) Сущность и содержание маркетинга Одним из кардинальных требований, диктуемых рыночной экономикой, является необходимость производства продукции такого количества и качества, которое может быть исп...
5625. Внешнеэкономическая деятельность предприятия 102 KB
  Внешнеэкономическая деятельность предприятия Основные понятия Внешнеэкономическая деятельность (ВЭД) представляет собой совокупность методов и средств торгово-экономического, научно-технического сотрудничества, валютно-финансовых и кредитных отно...
5626. Система налогообложения при выполнении соглашений о разделе продукции (СРП) 30.5 KB
  Система налогообложения при выполнении соглашений о разделе продукции (СРП) СРП - договор, в соответствии с которым РФ предоставляет инвестору на возмездной основе и на определенный срок исключительные права на поиски, разведку, добычу минераль...
5627. Единый налог на вмененный доход для отдельных видов деятельности (ЕНВД) 40 KB
  Единый налог на вмененный доход для отдельных видов деятельности (ЕНВД) ЕНВД - это налог на хозяйственную деятельность в виде промысла, приносящего доход. Он предусматривает уплату единого налога вместо налога на прибыль организаций (для индиви...
5628. Упрощенная система налогообложения (УСН) 39 KB
  Упрощенная система налогообложения (УСН) УСН предусматривает уплату единого налога вместо уплаты нескольких налогов. Единый налог заменяет: налог на прибыль организаций (для индивидуальных предпринимателей - НДФЛ) НДС налог на имущество ЕСН....
5629. Система налогообложения для сельскохозяйственных товаропроизводителей (единый сельскохозяйственный налог - ЕСХН) 30 KB
  Система налогообложения для сельскохозяйственных товаропроизводителей (единый сельскохозяйственный налог - ЕСХН) Сельскохозяйственные товаропроизводители - это организации и индивидуальные предприниматели, производящие сельскохозяйственную...
5630. Ответственность за нарушение налогового законодательства. Административная и уголовная ответственность в налоговой сфере 78.5 KB
  Ответственность за нарушение налогового законодательства Понятие налоговой ответственности. Составы налоговых правонарушений. Ответственность в соответствии с НК РФ. Административная и уголовная ответственность в налоговой...
5631. Налоговый контроль. Камеральная и выездная налоговые проверки 76 KB
  Налоговый контроль Понятие и виды налогового контроля. Камеральная и выездная налоговые проверки. Порядок оформления результатов проверок. Административная и судебная защита прав налогоплательщиков. Налоговый контроль