Лабораторная работа №41
.docФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОУ ВПО «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра естественно-научных и общепрофессиональных дисциплин
Отчет по лабораторной работе № 4
ИЗУЧЕНИЕ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА НА ПРИБОРЕ ОБЕРБЕКА
Выполнил:
Проверил:
УФА 2008
Лабораторная работа № 4
Изучение вращательного движения твердого тела на приборе Обербека.
Цель работы: освоение динамического способа определения момента инерции тел с применением основного закона динамики вращательного движения твердых тел.
Приборы и принадлежности: прибор Обербека с грузами и линейкой, счетчик-секундомер, весы с равновесами и штангенциркуль.
Задание 1. Определение момента инерции вращающейся части прибора Обербека без грузов на спицах.
В начале снимем грузы со спиц маховика и с помощью штангенциркуля измерим диаметр шкива, на который наматывается нить, и вычислим радиус.
D = 0,0837 м., R = 0,0418 м.;
Затем измеряем время, за которое груз пройдет расстояние между площадками несколько раз и вычислим среднее значение t.Измерения проводим для грузов массой 50,100,150 гр.
Подставив в формулу
,
вычислим момент инерции маховика.
Результаты измерений занесем в таблицу.
|
№ п/п |
Масса столика m0 (10-3 кг)
|
Масса груза m (кг) |
Путь h (м) |
Радиус шкива (м) |
Время (с) |
t cр. |
M/β (НМс) |
|||
|
t1 |
t2 |
t3 |
t4 |
|||||||
|
1 |
3,7 |
0,05 |
0,45 |
0,0418 |
2 |
1,9 |
2 |
1,9 |
1,95 |
0,0036 |
|
2 |
3,7 |
0,1 |
0,45 |
0,0418 |
1,5 |
1,6 |
16 |
1,6 |
1,575 |
0,0041 |
|
3 |
3,7 |
0,15 |
0,45 |
0,0418 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
0,0045 |
|
Jср. |
0,004 |
|||||||||
НМс;
НМс;
НМс.
Найдем доверительный интервал для J11:
,
где
-
коэффициент Стьюдента;
=
4,30;
-
стандартная погрешность;
,
где n – число измерений;
=
0,0004
0,002
м.
N1 = 0,004 ± 0,002 м.
Задание 2. Определение момента инерции маховика с грузами на спицах.
Возьмем 4 специальных грузика и закрепим их на спицах с помощью специального винта на равных расстояниях от оси так, чтобы маховик имел безразличное равновесие.
Аналогично первому заданию произведем эксперимент и вычислим момент инерции маховика с грузами на спицах. Результаты занесем в таблицу.
|
№ п/п |
Масса столика m0 (10-3 кг)
|
Масса груза m (кг) |
Путь h (м) |
Радиус шкива (м) |
Время (с) |
t cр. |
M/β (НМс) |
|||
|
t1 |
t2 |
t3 |
t4 |
|||||||
|
1 |
3,7 |
0,05 |
0,45 |
0,0418 |
6,5 |
6,6 |
6,4 |
6,3 |
6,45 |
0,0045 |
|
2 |
3,7 |
0,1 |
0,45 |
0,0418 |
4,9 |
4,7 |
4,8 |
4,7 |
4,77 |
0,0054 |
|
3 |
3,7 |
0,15 |
0,45 |
0,0418 |
3,9 |
4 |
4,1 |
4,1 |
4,025 |
0,0058 |
|
Jср |
0,0052 |
|||||||||
НМс;
НМс;
НМс.
Вычислим доверительный интервал:
=
0,0006
0,003
м.
N1 = 0,004 ± 0,003 м.
Задание 3. Определение суммарного момента инерции 4 грузов, закрепленных на спицах.
-
Теоретическое вычисление момента инерции грузов на спицах.
Приняв грузик за материальную точку, найдем его момент инерции относительно оси вращения
где
-
масса груза;
l – расстояние центра тяжести грузика до оси вращения;
Момент инерции 4 грузов на спицах
0,046
НМс;
-
Определение суммарного момента 4 грузов на спицах из эксперимента.
Для этого достаточно найти разность момента инерции J2 c грузами на спицах и момента инерции J1 без грузов на спицах.
0,0054-0,0036
= 0,018 НМс.
Вывод: На данной лабораторной работе я освоил динамический способ определения инерции тел с применением основного закона динамики вращательного движения твердых тел.