8

Нижегородский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

Кафедра физики

Отчет

по лабораторной работе №8

«изучение вращательного движения твердого тела»

Преподаватель Бытин Л.Л.

Студент группы 0310 Котюсов В.А

2003 г.

Цель работы

Измерение углового ускорения и момента инерции вращающегося тела, проверка закономерностей вращательного движения

Схема установки

1 – маятник,

2 – блок,

3 – груз,

4 – линейка,

секундомер

Расчетная формула

При падении груза на нити его ускорение одинаково с касательным ускорением точек обода шкива маятника. По уравнению равноускоренного движения с нулевой начальной скоростью оно равно

h – высота падения груза, t – время падения.

Угловое ускорение всех точек шкива ( и всего маятника) можно определить по формуле:

R – радиус шкива

Движение маятника подчиняется основному уравнению динамики вращательного движения, которое в проекциях на ось вращения имеет вид:

М – момент вращающей силы, момент сил трения, J – суммарный момент энергии маятника и блока.

Трение при вращении маятника и блока вокруг оси пренебрежительно мало. Пренебрегая трением и учитывая, что согласно второму и третьему законам Ньютона вращающая сила

m – масса груза, g – ускорение свободного падения, получим выражение для суммарного момента инерции:

Поскольку момент инерции блока много меньше момента инерции маятника, последняя формула может применяться для вычисления с достаточно высокой точностья момента инерции маятника.

Выполнение работы

№ опыта	r	h	m	t		J	M
	0,215	0,720	0,20	11,29	0,66	0,05	0,033
				11,35
				11,35
	0,145	0,745	0,20	8,24	1,28	0,026	0,033
				8,29
				8,25
	0,145	0,745	0,15	10,13	0,86	0,029	0,025
				10,23
				10,00

I.

(с)

(рад/с² )

( кг^.м²)

(Н/м)

II.

(с)

(рад/с² )

( кг^.м²)

(Н/м)

III.

(с)

(рад/с² )

( кг^.м²)

(Н/м)

Расчет погрешностей

1. Вычисление квадратичной и абсолютной ошибки

а)

б) , n=3,

2. Вычисление относительной и абсолютной ошибки

а) получим выражение для относительной ошибки

In=In2+In h-2In t-In R

б) вычислим сумму производных от In

в) ,

0,08

Окончательный результат

(рад/с² )

Вывод

В процессе выполнения данной работы, я научился измерять угловое ускорение вращающегося тела, определять его момент инерции. Наблюдал зависимость углового ускорения и момента инерции маятника от момента действующей силы и положения грузиков: увеличение силы, действующей-на маятник, ведет к увеличению углового ускорения и момента инерции маятника; уменьшение расстояния между грузиками и осью вращения ведет к увеличению углового ускорения и уменьшению момента инерции маятника. При уменьшении массы грузиков, уменьшается угловое ускорение и не изменяется момент инерции маятника.