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=Iωmax2/2

Приравнивая максимальные значения кинетических и потенциальных энергий, находим

        Iωmax2/2= 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

41061. Організація правильної експлуатації, збереження і своєчасного ремонту речового майна 93.5 KB
  Експлуатація та ремонт речового майна Організація експлуатації та збереження речового майнаâ.Ознайомити студентів з загальними положеннями щодо організації правильної експлуатації збереження та своєчасного ремонту речового майна.Розширити та поглибити теоретичні знання студентів з питань організації та порядку переведення речового майна із однієї категорії в іншу та порядку списання речового майна.
41062. Значення лазнево-прального обслуговування. Перелік робіт та послуг які відносяться до лазнево-прального обслуговування 135 KB
  Лазневопральне обслуговування має на меті організацію гігієнічної помивки особового складу своєчасне прання білизни дезінфекцію і хімічне чищення обмундирування і спеціального одягу. Лазневопральне обслуговування військових частин кораблів установ і закладів включає: організацію регулярної щотижневий помивки в лазні солдатів матросів сержантів і старшин термінової служби курсантів військовоморських і військових училищ суворовців і нахімовців а також військовозобов'язаних під час проходження ними зборів з обов'язковою зміною...
41063. Звітність військової частини по речовій службі 72 KB
  Для підтримання високого рівня бойової і мобілізаційної готовності, створення нормальних умов життя і побуту особового складу військ, Збройні Сили України отримують від народного господарства озброєння, техніку та інші види матеріальних засобів
41064. ПОЛИТИЧЕСКОЕ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ ПУБЛИЧНЫХ ИМИДЖЕЙ 359 KB
  Имидж политика, как правило, создается на основе ожиданий целевой группы электората. Важно сформировать необходимое восприятие политического деятеля в массовом сознании. При этом не менее важным является и процесс поддержания политического имиджа, так как созданный образ может искажаться со временем в силу определенных причин.
41065. Загальні положення по речовому забезпеченню у воєнний час 111.5 KB
  Від своєчасного та повного забезпечення особового складу речовим майном багато в чому залежить збереження здоров’я та сил військовослужбовців та підтримання їх боєздатності. Без відомого мінімуму предметів речового майна неможлива бойова діяльність людей.
41066. Робота начальника речової служби при підготовці та в ході бойових дій 104 KB
  Оснащення Збройних Сил новими видами зброї, бойовою технікою пред'являє підвищені вимоги до організації їхнього тилового забезпечення, у тому числі забезпечення речовим майном
41068. Речове забезпечення військової частини у воєнний час 84 KB
  Воєнна історія показує нам багато прикладів впливу незадовільного забезпечення речовим майном на хід бойових дій. Непродумана конструкція, погана якість та демаскуючий колір обмундирування неодноразово ставали причинами значних бойових втрат особового складу.
41069. Бойова та мобілізаційна робота речової служби військової частини 122.5 KB
  Бойова та мобілізаційна робота речової служби військової частини. Бойова та мобілізаційна готовність речової служби військової частини. Навчальний час 2 години Для студентів Навчальна та виховна мета: Ознайомити студентів з порядком проведення заходів по відмобілізуванню та приведенню в бойову готовність речової служби військової частини. Показати важливість своєчасного та повного виконання заходів по відмобілізуванню речової служби для...