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

52 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

14460. Конструювання навчальних приладів та моделей 35.5 KB
  Тема 7: Конструювання навчальних приладів та моделей. Мета: Навчальна: сформувати знання вміння та навички повязані з даними поняттями. Виховна: виховувати в учнів культуру праці. Естетичне сприймання предметів. Розвиваюча: розвивати у школярів спеціальні здібн
14461. Демонтажні та складальні роботи. Електродвигун та його використання 40 KB
  Тема: Демонтажні та складальні роботи. Електродвигун та його використання. Мета: Навчальна: систематизувати знання про призначення та особливості використання колекторного електродвигуна ознайомити з роботою і будовою електродвигуна; сформувати вміння виявляти та ...
14462. Виконання ескізного малюнку виробу із зазначенням інформації необхідної для його виготовлення. Організація робочого місця. Конструювання виробів що містять конічну та циліндричну поверхню 48.5 KB
  ТЕМА: Виконання ескізного малюнку виробу із зазначенням інформації необхідної для його виготовлення. Організація робочого місця. Конструювання виробів що містять конічну та циліндричну поверхню. МЕТА: Навчальна: Продовжити формування знань учнів про принципи і зако
14463. Художнє конструювання виробу з металу (метод комбінаторики). Техніко-технологічні вимоги до виробу 38.5 KB
  Тема. Художнє конструювання виробу з металу метод комбінаторики. Технікотехнологічні вимоги до виробу.. Мета: ознайомити учнів з повторним інструктажем при виконанні слюсарних робіт вибрати обєкт трудової діяльності; виховувати бережливе ставлення до обладнання ...
14464. Ідентичність Європейського Союзу 274 KB
  Ідентичність Європейського Союзу 1. Ціннісні засади Союзу Надзвичайно щільна економічна інтеграція а тим паче інтеграція з політичних питань стали можливими лише завдяки тому що державичлени обєдналися навколо спільних цінностей. Їхнє недотримання однією з д...
14465. США в системе современных международных отношений (по оценкам Ф.Закария, Дж. Ная, Зб. Бжезинского) 15.5 KB
  США в системе современных международных отношений по оценкам Ф.Закария Дж. Ная Зб. Бжезинского. С средины 2000х годов особенно кризиса 2008 года начинается переосмысление роли США в системе МО. Начинают говорить о конце американского доминирования. Фарид Закария в книг...
14467. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВНЕШНЕЙ ПОЛИТИКИ США 16.83 KB
  ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВНЕШНЕЙ ПОЛИТИКИ США. Теоретические основы современной внешней политики США можно раскрыть преимущественно через анализ работ американских специалистов.Концепции американской внешней политики воплощаются во внешнеполитической деятельности Со
14468. ФОРМИРОВАНИЕ ВНЕШНЕПОЛИТИЧЕСКИЕ КУРСА В США. РОЛЬ СОВЕТА НАЦИОНАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ. СТРУКТУРА СНБ 18.91 KB
  ФОРМИРОВАНИЕ ВНЕШНЕПОЛИТИЧЕСКИЕ КУРСА В США. РОЛЬ СОВЕТА НАЦИОНАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ. СТРУКТУРА СНБ. Разработкой и проведением американской внешней политики согласованием позиций различных ведомств и координацией их международной деятельности занимается Совет нац