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

8661. Философия в системе культуры 21.22 KB
  Философия в системе культуры Понятие мировоззрения. Типы мировоззрения Особенности мифологического мировоззрения Признаки религиозного мировоззрения. 1. Понятие мировоззрения. Типы мировоззрения. Сущность и структура мировоззрения. - Мировоззрение...
8662. Сущность и предназначение философии 18.7 KB
  Сущность и предназначение философии. Особенность философского мировоззрения. Истоки философии. Семь мудрецов Предмет философии. Основной вопрос философии. Особенности философского мировоззрения. Философское мировоззрение прихо...
8663. Сущность и предназначение философии. Основные формы философского дискурса 19.7 KB
  Сущность и предназначение философии. Предмет философии. Основной вопрос философии. Разделы философии. Основные формы философского дискурса. Предмет философии. - предмет философии - это то, что она изучает, это угол зрени...
8664. История философии. Античная философия (6 в. До н.э. – 4 в н.э.). 25.62 KB
  История философии.Античная философия (6 в. До н.э. - 4 в н.э.). Основные этапы развития античной философии. Особенности ранней греческой философии. Милетская школа (Фалес, Анаксимандр, Анаксимен). Философия Гераклита. Диалекти...
8665. Ранняя греческая философия 23.06 KB
  Ранняя греческая философия Пифагор и Пифагорейский союз Философия элейской школы. Атомистическое учение Демокрита. Пифагор. Ввел в обиход слово философия (как любовь к мудрости). Связал философия с математикой. Поставил вопрос о числовой структуре...
8666. Античная философия классического периода 18.71 KB
  Античная философия классического периода. Философские идеи софистов. Сократ, его жизнь, учение и смерть. Философия Платона. Мир идей и мир вещей. Гносеология Платона. Платон о человеке и государстве. Философия софистов. - Соф...
8667. Философия Платона и Аристотеля 21.84 KB
  Философия Платона и Аристотеля. Онтология и гносеология Платона. Платон о человеке и государстве. Философия Аристотеля. Платон. - Платон - ученик Сократа и учитель Аристотеля. - В молодости увлекался поэзией. Но после диалога с Сократом с...
8668. Античная философия. Греко-римский (эллинистический) период античной философии 21.25 KB
  Античная философия Аристотель о человеке и государстве. Греко-римский (эллинистический) период античной философии. I. Гносеология Аристотеля. Аристотель критиковал скептиков и агностиков, полагал, что мир познаваем. Критиковал Платона за...
8669. Особенности Восточной философии 23.04 KB
  Особенности Восточной философии. Западное и Восточное мировоззрение: единство и различие. Философия Древней Индии. Ортодоксальные и неортодоксальные школы. Философия буддизма. Западное и Восточное мировоззрение: единство и различие. Чем...