Часть I.
Экспериментальное определение момента инерции системы 4х грузов.
1. Снять со стержней грузы m .
2. Намотать в один слой шнур на шкив, установив груз m1 на заранее выбранной высоте h. Отпустив крестовину, замерить время падения tо груза с помощью секундомера. Опыт повторить пять раз (при одной и той же высоте падения h ).
3. Закрепить на концах стержней грузы m.
4. Выполнить операции, указанные в пункте 2, измеряя секундомером время падения t. Опыт повторить пять раз.
5. С помощью штангенциркуля измерить диаметр шкива d в пяти разных положениях.
6. Результаты измерений занести в таблицу. Найти приближенные значения и по методу Стьюдента оценить абсолютные погрешности измерения величин tо, t и d.
7. По формуле (4) рассчитать величину линейного ускорения a, с которым падает груз m1 для случаев:
а) крестовина без грузов (aо),
б) крестовина с грузами (а).
8. По формуле (8) вычислить момент инерции крестовины без грузов (Io) и с грузами (I), используя приближенные значения m1, R, g и полученные значения а и ао.
Вычислить погрешности измерений по формулам:
(9)
(10)
Таблица 1
Результаты измерений и вычислений
-
№ п/п
to, c
t, c
d, м
h, м
m = (0,144+0,005) кг
m1 = (0,175+ 0,005) кг
R = (0,220 + 0,003) м
1
2
3
4
5
Приближен.
значения
Абсолютная
погрешность
Часть II.
1. Теоретически найти момент инерции системы 4х грузов массы m, находящихся на расстоянии R от оси вращения (считая грузы материальными точками)
(11)
2. Сравнить результаты эксперимента и расчетов. Вычисть относительную погрешность
(12)
и сделать вывод о том, как велико расхождение полученных результатов.
Контрольные вопросы.
1. Что называется моментом инерции материальной точки и произвольного тела?
2. От чего зависит момент инерции тела относительно оси вращения?
3. Приведите примеры формул момента инерции тел. Как они получены?
4. Теорема Штейнера о параллельных осях и ее практическое использование.
5. Вывод формулы для расчета момента инерции крестовины с грузами и без грузов.
Литература
1. Савельев И. В. Курс общей физики: Учебн. пособие для втузов: в 3 т. Т.1: Механика. Молекулярная физика. - 3-е изд., испр. - М.: Наука, 1986. – 432с.
2. Детлаф А. А. , Яворский Б. М. Курс физики: Учебн. пособие для втузов. - М.: Высшая школа, 1989. - 607 с. - предм. указ.: с. 588-603.
3. Зисман Г. А., Тодес О. М.. Курс общей физики для втузов: в 3 т. Т. 1: Механика, молекулярная физика, колебания и волны - 4-е изд., стереотип. - М.: Наука, 1974. - 340 с.
4. Методические указания к выполнению лабораторных работ по разделу “Механика“.- Иваново, ИХТИ, 1989 г. (под редакцией Биргера Б.Н.).