2796

Определение момента инерции тела методом крутильных колебаний

Лабораторная работа

Физика

Определение момента инерции тела методом крутильных колебаний. Цель работы: Изучить метод определения момента инерции тела сложной геометрической формы. Краткое теоретическое обоснование: Для определения моментов инерции тел, неоднородных по плот...

Русский

2012-10-19

54 KB

50 чел.

Определение момента инерции тела методом крутильных колебаний.

Цель работы:

Изучить метод определения момента инерции тела сложной геометрической формы.

II.Краткое теоретическое обоснование:

Для определения моментов инерции тел, неоднородных по плотности или сложной геометрической формы, может быть применен метод крутильных колебаний. При крутильных колебаниях потенциальная энергия закрученной упругой проволоки будет переходить в кинетическую энергию вращения. Из закона сохранения энергии следует, что максимальная потенциальная энергия системы, которой обладает тело, повёрнутое на угол φ0, равна максимальной кинетической энергии в момент прохождения положения равновесия(φ=0). В случае малых углов φ максимальная потенциальная энергия системы определяется по формуле

Wпотmax=M φ0 /2=Cφ02/2

Кинетическая энергия тела в момент прохождения момента равновесия равняется

Wкин=max2/2

Приравнивая максимальные значения кинетических и потенциальных энергий, находим

        max2/2= Cφ02/2                (1)

Подставляя значение ωmax  в формулу (1), получаем

I=CT2/4π2

III.Рабочие формулы и единицы измерения.

Момент инерции шара можно найти по формуле

I1=2/5mr2

I=T2 I1/T12   T1=t1/N1

IV.Схема установки.

V.Измерительные приборы и принадлежности.

  1.  Кронштейн с закрепленной проволокой
  2.  Шар
  3.  Секундомер
  4.  Испытуемое тело
  5.  Весы с разновесом

VI.Результаты измерения.

Номер опыта

Момент инерции шара J1, кг·м 2

Число полных колебаний шара N1

Время колебаний шара t1, с

Период колебаний шара Т1, с

1

0,00564224

10

40,25

4,025

2

0,00564224

10

39,50

3,950

3

0,00564224

10

40,33

4,033

4

0,00564224

10

40,18

4,018

5

0,00564224

10

40,23

4,023

Номер опыта

Число полных колебаний Исследуемого тела N

Время колебаний исследуемого тела t, с

Период колебаний исследуемого тела T, с

Момент инерции исследуемого тела J, кг·м 2

1

10

13,52

1,352

0,000636609

2

10

12,24

1,224

0,000541776

3

10

14,32

1,432

0,000711346

4

10

12,75

1,275

0,000568135

5

10

14,62

1,462

0,000745154

VII.Черновые записи и вычисления.

I1=2/5·2,204·(0,08)2=0,00564224 [кг·м 2]

T11=40,25/10=4,025 T12=39,50/10=3,950 T13=40,33/10=4,033 T14=40,18/10=4,018 T15=40,23/10=4,023 [c]

T1=13,52/10=1,352 T2=12,24/10=1,224 T3=14,32/10=1,432 T4=12,75/10=1,275 T5=14,62/10=1,462 [c]

I1=(1,352)2/(4,025)2·0,00564224=0,000636609

I2=(1,224)2/(3,950)2·0,00564224=0,000541776

             I3=(1,432)2/(4,033)2·0,00564224=0,000711346  [кг·м 2]

I4=(1,275)2/(4,018)2·0,00564224=0,000568135

I5=(1,462)2/(4,023)2·0,00564224=0,000745154

Среднее значение T1=(4,025+3,950+4,033+4,018+4,023)/5=4,0098 [c]

Среднее значение t1=(40,25+39,50+40,33+40,18+,0,23)/5=40,098   [c]

Среднее значение t=(13,52+12,24+14,32+12,75+14,62)/5=13,49     [c]

Среднее значение T=(1,352+1,224+1,432+1,275+1,462)/5=1,349    [c]

Среднее значение I=(0,000636609+0,000541776+,000711346+0,000568135+0,000745154)/5=

=0,000640604 [кг·м 2]

VIII.Основные выводы.

Мы изучили метод определения момента инерции тела сложной геометрической формы с помощью крутильных колебаний.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

56330. Информационные технологии. Программное обеспечение и базы данных 1.52 MB
  Обмен информацией, ее обработка и хранение — одна из важнейших задач, которую решает человечество. Информатизация общества привела к фундаментальным изменениям в занятости, организационных структурах и стиле жизни людей. Наступила эра информационного общества.
56331. Der Tagesablauf 38 KB
  Der Lehrer gibt den Schülern Kärtchen. Auf jedem Kärtchen ist ein Tag der Woche geschrieben. Die Kinder bekommen auch die Kärtchen mit verschiedenen Bildern (z.B.: der Junge schwimmt, fährt Rad u.s.w. Die Kinder hören dem Gedicht zu und suchen zu jedem Wochentag ein passendes Bild.
56332. Святкування Талаки греками на Україні 37.5 KB
  МЕТА: Познайомити дітей з грецькими народними традиціями, пов’язаними з дозвіллям молоді, трудовими звичаями; виховувати повагу до традицій грецького народу, культури.
56333. Талант - це здібність збудувати свою власну долю. Творча Донеччина - майбутнє держави 44 KB
  Прагнення щасливого успішного життя це на нашу думку головна рушійна сила життєвої активності. І виходячи з почутого можна висловити припущення що щасливе життя це життя яке передбачає саморозвиток і самореалізацію здійснюється особистістю в динамічній гармонії з собою та світом життя активне...
56334. My Favourite Tale 31.5 KB
  The Wolf runs up to Grandmother and wants to catch her up, but she runs away. The Wolf puts on Grandmother's dress and cap and lies bed. Soon Little Red Riding Hood appears near Grandmother house.
56335. Урок „talk-show”– ефективно чи ні? 47 KB
  Актуальною є проблема розвитку в учнів пізнавальних інтересів, виховання потреби в знаннях і самоосвіти, формування вміння працювати з джерелами наукової інформації, відбирати необхідну для свого загального розвитку і майбутньої професійної діяльності.
56336. ВИКОРИСТАННЯ ТАКИХ ПОНЯТЬ ЯК «МЕТОД» ТА «МЕТОДОЛОГІЯ» У СУЧАСНОМУ НАУКОВОМУ ПІЗНАННІ 25.04 KB
  Поняття «методологія» звичайно визначається як вчення про методи науково-пізнавальної діяльності. Однак методологію не можна зводити тільки до дослідження методів (операцій). Більш широке розуміння цього поняття зводиться до того
56337. Усний журнал “Ми не забудемо тебе, Тарасе” 54 KB
  Мета: Ознайомити дітей з життєписом великого сина українського народу Т. Моринцях на Київщині в сім'ї селянинакріпака народився Тарас. Ніколи не тримався хати а все тинявся по бурянах за що його прозвали...
56338. TARAS SHEVCHENKO – THE GREATEST POET OF UKRAINE 123.5 KB
  Teacher: This year we are celebrating the anniversary of Taras Shevchenko`s birthday. 199 years ago Taras Shevchenko was born. He is the greatest Ukrainian poet and artist. Each Ukrainian knows him from the childhood. He is also well known under the name Kobzar after his most famous collection of poems entitled «Kobzar».