- •Лабораторная работа №1
- •Моменты инерции некоторых однородных тел
- •Описание экспериментальной установки
- •Задание:
- •Рекомендации к выполнению работы
- •Расчеты лабораторной работы №2.
- •Анализ полученного результата и вывод:
- •В данной работе был измерен момент инерции тела. По графику доказывается, что момент инерции изменяется по параболе.
- •Кривая линия, получившаяся, на графике доказывает справедливость теоремы Штейнера.
- •Контрольные вопросы:
Описание экспериментальной установки
Соберите установку как показано на Рис. 2. Для измерения углового коэффициента упругости необходимо закрепить диск на оси вращения.
Прикрепите листок бумаги (ширина ≤ 3 мм)для измерения периода колебаний диска на линию отверстий.
Разместите диск так, чтобы листок находился точно под световым барьером.
Для светового барьера выберите режим .
Рис. 2: Экспериментальная установка дляизмерение момента инерции (теорема Штейнера).
Задание:
1. При помощи динамометра измерьте силу, необходимую для отклонения диска под определенным углом. При этом плечо образует прямой угол с динамометром. Рекомендуется выбрать угол в 180º, поскольку в данном случае ряд отверстий можно использовать в качестве транспортира.
2. Для измерения периода колебаний диска на линию отверстий прикрепителисток бумаги (ширина ≤ 3 мм). Разместите диск так, чтобы листок находился точно под световым барьером.
3. Отклоните диск на 180º, измерьте полупериод колебаний по и против часовой стрелки при помощи счетчика, запишите полученные результаты. Не рекомендуется закручивать пружину на ± 720 º. Повторите не менее 5 раз.
4. Постройте график зависимости J, r убедившись в справедливости теоремы Гюйгенса–Штейнера.
5. Вычислите момент инерции J по формуле (2) и по формуле (4).
6. Сделайте вывод о справедливости теоремы Гюйгенса–Штейнера рассчитанного по формуле и определенного из графика.
Рекомендации к выполнению работы
Рекомендуется следующий порядок работы:
Измерьте полупериод колебаний по и против часовой стрелки при помощи счетчика, округлите полученные результаты. Запишите показанное время со светового барьера со счетчиком. Повторите не менее 5 раз
Измерьте радиус и определите массу диска.
Вычислите момент инерции J по формуле (2) и по формуле (4)передвигая на3 см диска с центра до края. Заполните таблицу.
Постройте график зависимости J, r
№ |
t ,с |
r, м |
F, Н | |
1. |
|
|
|
|
2. |
|
|
|
|
3. |
|
|
|
|
4. |
|
|
|
|
5. |
|
|
|
|
Расчеты лабораторной работы №2.
Период, масса дискаm=400г.
Таблица 1
№ |
t ,с |
r, м |
F, Н | |
1. |
1,411 |
0,15 |
4,5 |
0,5 |
2. |
1,390 |
0,15 |
4,5 |
0,4 |
3. |
1,382 |
0,15 |
4,5 |
0,5 |
4. |
1,404 |
0,15 |
4,5 |
0,6 |
5. |
1,403 |
0,15 |
4,5 |
0,5 |
Момент инерции диска
Период , масса дискаm=400г.
Таблица 2
№ |
t ,с |
а, м |
J, |
F, Н |
1. |
1,409 |
0,03 |
4,68 |
0,5 |
2. |
1,515 |
0,03 |
4,68 |
0,6 |
3. |
1,408 |
0,03 |
4,68 |
0,5 |
4. |
1,511 |
0,03 |
4,68 |
0,7 |
5. |
1,411 |
0,03 |
4,68 |
0,6 |
Момент инерции диска; J = Jo + mа2.
Период , масса дискаm=400г.
Таблица 3
№ |
t ,с |
а, м |
J, |
F, Н |
1. |
1,502 |
0,06 |
5,94 |
0,8 |
2. |
1,711 |
0,06 |
5,94 |
1 |
3. |
1,506 |
0,06 |
5,94 |
0,7 |
4. |
1,707 |
0,06 |
5,94 |
1 |
5. |
1,508 |
0,06 |
5,94 |
0,7 |
Момент инерции диска ; J = Jo + mа2.
Период , масса дискаm=400г.
Таблица 4
№ |
t ,с |
а, м |
J, |
F, Н |
1. |
1,507 |
0,09 |
7,74 |
0,7 |
2. |
1,708 |
0,09 |
7,74 |
0,9 |
3. |
1,504 |
0,09 |
7,74 |
0,7 |
4. |
1,706 |
0,09 |
7,74 |
0,9 |
5. |
1,505 |
0,09 |
7,74 |
0,7 |
Момент инерции диска ; J = Jo + mа2.
Период , масса дискаm=400г.
Таблица 6
№ |
t ,с |
а, м |
J, |
F, Н |
1. |
1,688 |
0,12 |
10,26 |
1,2 |
2. |
1,952 |
0,12 |
10,26 |
1,5 |
3. |
1,690 |
0,12 |
10,26 |
1,2 |
4. |
1,952 |
0,12 |
10,26 |
1,6 |
5. |
1,687 |
0,12 |
10,26 |
1,2 |
Момент инерции диска ; J = Jo + mа2.