Определение момента инерции твердых тел методом трифилярного подвеса

.

5. Рассчитать погрешности измерения.

6. Теоретическое значение момента  инерции цилиндра, расположенного  на расстоянии d от оси вращения, определить по формуле

_{теор цил цил} ,

где r - радиус цилиндра,

     m_цил- масса цилиндра,

     d - расстояние от оси вращения до центра тяжести цилиндра.

7. Результаты измерений внести  в табл. 5.3.

 

Таблица 5.3

№	m, кг	t,  с	tср,  с	T, с	,  кг×м2	,  кг×м2	, кг×м2	ε, %	теор, кг×м2
1
2
3

 

8. Сравнить экспериментальное  значение момента инерции сплошного  цилиндра, расположенного на расстоянии d от оси вращения, с теоретически рассчитанным значением.

 

5.4. Проверка  зависимости  момента   инерции  от  распределения                                                                                массы тела относительно оси.

1. Расположить параллелепипед основанием  на диске так, чтобы ось симметрии проходила через ось OO¢^’.

2. Три раза определить время t 20 полных колебаний и по среднему времени по формуле (5.1) вычислить период колебаний.

3. По формуле (2.10) вычислить момент  инерции  нагруженного диска, принимая массу m, равной массе диска и параллелепипеда (m=m + m_пар).

4. Рассчитать момент инерции параллелепипеда по формуле

   I_пар = - ,

5. Расположить параллелепипед боковой  гранью на диске так, чтобы  параллелепипед был расположен симметрично относительно диаметра диска, а ось вращения проходила бы через его центр тяжести.

6. Три раза определить время t¢ , за которое происходит 20 полных колебаний и по среднему времени по формуле (5.1) вычислить период колебаний Т¢.

7. По формуле (2.10) вычислить момент  инерции I¢ нагруженного диска, используя значение периода Т¢.

8. Рассчитать момент инерции  параллелепипеда по формуле

   I¢_пар = I¢ - ,

9. Рассчитать погрешности измерений. 

10. Результаты измерений и вычислений  внести в таблицу 5.4.

Таблица 5.4

m, кг

t, с

tcp, с

T, с

t¢,  c

t¢cp, c

, кг×м2

Iпар, кг×м2

ΔIпар, кг×м2

I¢ ,  кг×м2

I¢пар,  кг×м2

ΔI¢пар,   кг×м2

1

2

3

11. Сравнить значения I_пар и I¢_пар .

 

5.5. Определение момента инерции  полого цилиндра относительно  оси,   проходящей через центр  масс тела

1. Расположить цилиндр основанием  на диске так, чтобы ось симметрии   цилиндра через ось OO¢^’.

2. Три раза определить время t 20 полных колебаний и по среднему времени по формуле (5.1) вычислить период колебаний.

3. По формуле (2.10) вычислить момент  инерции  нагруженного диска, , принимая массу m, равной массе диска и полого цилиндра ( _цил).

4. Рассчитать момент инерции  полого цилиндра по формуле (2.11).

5. Результаты измерений и вычислений  внести в табл. 5.5.

 

Таблица 5.5

№	m,  кг	mцил, кг	T, с	tcp, с	кг×м2	, кг×м2	, кг×м2	ε, %	I1теор, кг×м2
1
2
3

6. Формулу для расчета теоретического  значения момента инерции полого  цилиндра относительно оси, проходящей  через его центр симметрии,  вывести самостоятельно. По полученной формуле рассчитать момент инерции исследуемого тела, выполнив предварительно необходимые измерения.

7. Сравнить экспериментальное значение  момента инерции полого  цилиндра   с теоретически рассчитанным.

6. Требования к отчету

 

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

а) номер и название лабораторной работы;

б) основные формулы для выполнения расчетов;

в) таблицы с результатами измерений  и вычислений;

г) формулы для расчета погрешностей измерений;

д) выводы.

7.   Контрольные вопросы

1. Что называется моментом  инерции  материальной  точки  относительно оси? Что называется моментом  инерции  тела относительно оси?

2. В чем суть теоремы Штейнера?

3. Как теорема Штейнера проверяется  экспериментально?

4. В  какие  моменты  времени   абсолютное  значение  угловой  скорости диска будет максимальным?

5. Какой  закон  сохранения   применяется  при  выводе  формулы  для определения момента инерции экспериментальным путем? Сформулируйте его.
6. Выведите формулы для расчета моментов инерции полого (не тонкостенного) и сплошного цилиндров  относительно оси симметрии.

 

Список литературы

 

1. Савельев И.В. Курс общей физики. Кн. 1. - М.: Наука, 1998.- 336 с.

2. Детлаф А.Н., Яворский Б.М.  Курс  физики. - М.: Высшая школа, 2000.-

   718 с.

3. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1994.- 542 с.

 

 

 

 Составитель РАБЧУК Людмила  Васильевна

 

 

 

 

 

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ТВЕРДЫХ  ТЕЛ                

МЕТОДОМ ТРИФИЛЯРНОГО ПОДВЕСА

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторной работе №  1по курсу  общей физики

 

 

 

 

                 Редактор Соколова О.А.

        ЛР №      от    

Подписано к печати                      . Формат 60 х 84  1/16.

Бумага оберточная. Печать плоская. Times New Roman Cyr.

Усл. печ. л.  1,0.Усл. кр.-отт.  1,0. Уч-изд.л. 0,9.

Заказ №             . Тираж  300  экз.

Уфимский  государственный  авиационный  технический  университет

Уфимская типография № 2 Министерства печати и массовой информации Республики Башкортостан

450000, Уфа-центр, ул. К. Маркса, 12