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

36196. Методика подхода к проектированию объектов дизайна среды 37 KB
  Основными методами являются анализ синтез оценка Методы проектирования можно разделить на критерии: Обследование знакомство с ситуацией контекстом размещения будущего объекта перечнем свойств которыми он должен обладать. столкновения противоречий между обстоятельствами будущей жизни объекта и эксплуатационными характеристиками его структур. Так сделала многие свои открытия современная бионика почти копирующая в технических объектах принципы и конструкции подсмотренные у природы; субъективные когда автор воображает себя неким...
36197. Коммуникации как одна из фундаментальных тем архитектуры. Градостроительные идеи ХХ века 4.14 MB
  Городасады В 1898 г. вышла книга Городасады будущего где Э. Схема городасада Размышления Говарда стали основой будущих городовспутников широко распространенных и в России с середины XX в. Планировочная схема городасада представлена в виде круга опоясанного сельскохозяйственной зеленой зоной рис.
36198. Цвет и свет в формировании пространства 19.84 KB
  Понятие свет и цвет неразделимы. Цвет. Цветкак один из важнейших компонентов среды обитания человекав проектной практике организуется в соответствии с конкретными условиями с учетом психофизиологиипсихологии и эстетики.
36199. Эргономика 19.15 KB
  Задача: создание таких условий работы для человека которые бы способствовали сохранению здоровья повышению эффективности труда снижению утомляемости. Эргономические требования это требования которые предъявляются к системе человекмашинасреда в целях оптимизации деятельности человекаоператора с учетом его объективных характеристик и возможностей Факторы определяющие эргономические требования Социальнопсихологические факторы предполагают соответствие конструкции машины и организации раб. Психологические факторы предопределяют...
36200. НОРМАТИВЫ В ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 24.62 KB
  Строительные нормативные документы и стандарты должны содержать в первую очередь эксплуатационные характеристики строительных изделий и сооружений основанные на требованиях потребителя. Нормативные документы должны не предписывать как проектировать и строить а устанавливать требования к строительной продукции которые должны быть удовлетворены или цели которые должны быть достигнуты в процессе проектирования и строительства....
36201. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЗДАНИЯМ. ВНЕШНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЗДАНИЕ 28.01 KB
  ТРЕБОВАНИЯ ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЗДАНИЯМ. 81 Здания любого типа должны в максимальной степени удовлетворять: функциональным требованиям техническим требованиям экономическим требованиям архитектурнохудожественным требованиям Требования к функциональной целесообразности Полное соответствие своему назначению. Этому требованию должно подчиняться как объемнопланировочное решение состав и размеры помещений их взаимосвязь так и конструктивное решение конструктивная схема здания...
36202. Стропильные материалы для малоэтажных зданий (свойства, область применения, достоинства и недостатки) 18.58 KB
  Стропильные материалы для малоэтажных зданий 91 свойства область применения достоинства и недостатки. недостатки: требует антисептирования защиты от гниения; внимания к влажности древисины и воздушносухая и влажная могут привести к деформации системы и или частичному и или полному разрушению. недостатки: металл является отличным...
36203. Стропильные материалы для малоэтажных зданий 20.54 KB
  Стропила несущие конструкции скатной кровли. Наслонные стропила: концами опираются на стены здания а средней частью при пролете между опорами более 4. Наличие дополнительной опоры позволяет увеличить ширину перекрываемую наслонными стропилами до 12м а двух опор до 15м. Висячие стропила: опираются только концами на стены здания; шаг таких стропил от 3 до 6.
36204. Конструктивные схемы зданий (схемы зданий каркасных и зданий с несущими стенами) 24.76 KB
  Несмотря на значительные различия существующие между зданиями разног назначения как во внешнем виде так и во внутренней структуре все они состоят из основных взаимосвязных архитектурноконструктивных элементов выполняющих определенные функции. Основные элементы здания разделяются на: Несущие воспринимают основные нагрузки возникающие в здании. К основным элементам здания относятся: фундаменты стены перекрытия отдельные опоры крыша перегородки лестницы окна двери. ФУНДАМЕНТ подземная конструкция основным назначением...