лабы / другие лабы / механика / LABRAB№7
.DOC
Обнинский Государственный Технический
Университет Атомной Энергетики
Физико-энергетический факультет
Лабораторная работа №7
«ИЗУЧЕНИЕ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА НА ПРИМЕРЕ МЯТНИКА
МАКСВЕЛЛА»
Выполнил студент группы ТД – 02:
Калашник Г. Н. Проверил:
Савельев Н. П.
Обнинск, 2002 г.
Цель: Изучить прибор, называемый маятником Максвелла, а с его помощью изучить плоскопараллельное движение твердого тела, то-есть такое движение, при котором все точки тела описывают траектории, лежащие в параллельных плоскостях. Вычислить момент инерции маятника.
Оборудование: маятник Максвелла.
Ход работы:
Упражнение 1: Проводим 10 опытов, каждый раз фиксируя время, за которое маятник проходит расстояние S = 38см.
Результаты заносим в табл. 1:
Таблица 1:
№ измерения. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
<t> |
m1 = 209г. t |
2.231 |
2.216 |
2.207 |
2.224 |
2.203 |
2.217 |
2.210 |
2.222 |
2.206 |
2.200 |
2.2136 |
m2 = 419г. t |
2.338 |
2.322 |
2.339 |
2.345 |
2.354 |
2.349 |
2.360 |
2.356 |
2.367 |
2.369 |
2.3499 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М. д = 102г. М. в = 31г.
Радиус валика измерили с помощью штангельциркуля в 10 местах, вычислили среднее значение и погрешность.
<r> = 5.175 мм.
rсл. = t,n*S t,n = 2.3( = 0.95, n = 10 опытов)
rсл. = 0.1656
rсл. = =
Определим погрешность для времени:
Для первого груза: <t> = 2.2031
tсл. = t,n*S t,n = 2.3( = 0.95, n = 10 опытов)
tсл. = 0.0069
Систематическая погрешность миллисекундомера мала и ей можно пренебречь.
Тогда t = tсл. = 0.0069 =
Для второго груза: <t> = 2.3316
Sn = 0.014 S =0.0044
t = tсл. = 0.010
= 0.0043
Вычислим момент инерции для обоих тел:
Для m1 = 209г.:
Ic1 = (102+31+209)*(0.00002678)* =0.5851
Для m2 = 419г.:
Ic1 = (102+31+419)*(0.00002678)* =1,0662
Эти вычисления были произведены с помошью формулы:
<Ic> = m<r2>(
Определим для этих значений погрешности:
для m1: 1 =
I = <I>
I = 0.060*0.5851 = 0.035
для m2: 2 = 0,021
Ш = 0,021*1,0662 = 0,022
Результат для упр.№1:
Ic1 = (5851 350)*10-4 г:м2
Ic1 = (10662 220)*10-4 г:м2
Упражнение 2:
Измерим диаметр валика, диска и сменных колец. Теоретически вычислим момент инерции. Все измерения проводим 3 раза. Результаты заносим в таблицу 2:
D валика, мм |
10 |
10,1 |
9,9 |
D диска, мм |
85,6 |
86 |
85,9 |
D1 кольца , мм |
104,9 |
104,5 |
105 |
D2 кольца , мм |
104,9 |
104,5 |
105 |
Вычислим погрешности для измеренных радиусов
<R диска> = 42.9 мм
S = 0.109
rсл = t,n*S = 0.009*2.3 = 0.207
= 0.004
<Rкол> = 52.4 мм
Sn = 0.04 S = 0.012
rсл = 0.012*2.3 = 0.0276
r = 0.057 = 0.0011
Вычислим момент инерции:
Ic2 = mвr2+ mд ( +r2)+ mn( + )
Для m1 = 209г.: Ic2 = (31*0.00002678+102*0.002029+209*0.004421) = 0.5658
Для m2 = 419г.: Ic2 = (31*0.00002678+102*0.002029+419*0.004421) = 1.0300
Справедливость результатов, следующих из упр.1 проверим с определением момента инерции из упр.2.
Для m1 = 209г.: Ic1 = 5851*10-4 г*м2 Ic2 = 5658*10-4 г*м2
Для m2 = 419г.: Ic1 = 10662*10-4 г*м2 Ic2 = 10300*10-4 г*м2
Вывод: Сравнивая моменты инерции, получившиеся в результате 2-х опытах мы видим, что момент инерции из второго опыта попадает в интервал погрешности для первого опыта.