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=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

27370. Кризис подросткового возраста 29 KB
  Необходимы занятия спортом для нормального развития организма. Поэтому именно перестройка всей познавательной сферы в связи с развитием теоретического мышления составляет основное содержание умственного развития в младшем школьном возрасте. Чаще всего учебные трудности детей в средней школе особенно в IV классе вызываются именно недостаточным уровнем их развития. в этот переходный период как и на любой ступени возрастного развития школьников проявляется потребность и необходимость в общей положительной оценке себя в целом вне зависимости...
27371. Структура общения 45.5 KB
  Педагогическое общение специфическая форма общения имеющая свои особенности и в то же время подчиняющаяся общим психологическим закономерностям присущим общению как форме взаимодействия человека с другими людьми включающей коммуникативный интерактивный и перцептивный компоненты. Недостаток и ограничение общения замедляют и обедняют развитие ребёнка.[3] Проблеме педагогического общения посвящено значительное количество исследований анализ которых обнаруживает несколько аспектов в её изучении. Структура общения: Коммуникативный компонент...
27372. Социальная ситуация: смена статуса, появление учебной деятельности 34.5 KB
  Изменение внутренней позиции ребенка обесценивание игры как ведущей деятеьности прошлого периода стремление к новому. Как развивать личность: развивать самостоятельность произвольность знает что надо и что для этого делать преобладание мотива надо над мотивом хочу поддержка начинаний ребенка рефлексия анализ планирование обеспечение комфортной обстановки формировать внутренний план действий Работа с родителями: выделяют 2 вида подготовки ребенка к школе специальную и общую. Необходимо физически подготовить ребенка: общее...
27373. Неуспеваемость 32.5 KB
  Содержание и методы обучения повышают а иногда задерживают понижают возможности учащихся. И этот фактор так или иначе учитывается при определении содержания обучения. Одни и те же условия обучения и воспитания поразному воздействуют на детей воспитывающихся в разных условиях имеющих различия в организме в общем развитии.
27374. Норма - сочетание личности и социума 42 KB
  Социум обязан обеспечивать норму Среднестатистическая норма уровень психологического развития человека который соответствует средним качественноколичественным показателям полученным при обследовании представителей популяции людей того же возраста пола культуры. Попадание в эту зону означает уровень развития свойственный не менее 68 лиц данной группы. Функциональная норма индивидуальная в её основе лежит представление о непоторимости пути развития каждого человека и любое его отклонение можно считать индивидуальным отклонением....
27375. Мораль. Формирование морали 34 KB
  Ценность человеческой жизни меняется в зависимости от ценности вещей и статуса или других признаков человека. Ценность жизни человека определяется чувствами связанных с ним людей. Ценность человеческой жизни определяется вкладом человека в общий прогресс человечества. Главной проблемой является не следование предписаниям а отыскание смысла жизни.
27376. Профессиональные свойства и характеристики личности учителя 40.5 KB
  Как и любой вид деятельности деятельность педагога имеет свою структуру Зимняя И. Предмет педагогической деятельности. Продукт и результат педагогической деятельности. Каждый вид деятельности имеет свой предмет точно также и педагогическая деятельность имеет свой.
27377. Классный руководитель 27.5 KB
  выполняет следующие функции: 1 знакомится с семьями учащихся для того чтобы знать какое влияние оказывается на них дома и для того чтобы своевременно помочь им если это влияние оказывается неблагоприятным; 2 знакомит родителей с требованиями школы к учащимся по режиму дня приготовлению уроков привлечению учащихся к домашнему труду и др.; 3 стремится обеспечить единство требований школы и семьи; 4 для родителей регулярно устраивает лекции по отдельным вопросам где говорится о средствах и методах которыми семья может помочь школе в...
27378. Общеобразовательные цели обучения математике 19.7 KB
  ФГОС здесь все из книги по фгосам на экзамене будут фгосы доступны так что учить здесь всё не нужно наизусть: В результате изучения курса математики обучающиеся на ступени начального общего образования: научатся использовать начальные математические знания для описания окружающих предметов процессов явлений оценки количественных и пространственных отношений; овладеют основами логического и алгоритмического мышления пространственного воображения и математической речи приобретут необходимые вычислительные навыки; научатся применять...