IV. Порядок выполнения работы.

Определение момента инерции системы с исследуемым диском.

1. Установить диск на вал и зафиксировать его с помощью гайки.

2. Наматывая нить на шкив, установить груз в верхнем положении. Включить блок электронный с помощью выключателя «СЕТЬ» на задней панели. Нажать и удерживать кнопку «СБРОС» до момента срабатывания электромагнитного тормоза.

3. С помощью визира отметить исходное положение груза (h₁).

4. Нажать кнопку «ПУСК», при этом электромагнитный тормоз должен отпустить подвижную систему. Груз начнет опускаться, на индикаторе блока электронного начнется отсчет времени. После прохождения нижнего положения (оптической оси фотодатчика на основании) отсчет времени остановится, а груз начнет подниматься. При достижении грузом верхнего положения нажать кнопку «СТОП», при этом должен сработать электромагнитный тормоз. Зафиксировать высоту подъема груза (h₂) с помощью второго визира.

5. Записать значения отмеченных визирами высот h₁ и h₂, а также отсчитанное на блоке электронном время опускания груза t. После этого, придерживая одной рукой груз, нажать кнопку «СБРОС», при этом электромагнитный тормоз должен отпустить подвижную систему, а показание времени – обнулиться.

6. Повторить пункты 2 – 5 не менее трех раз. Определить средние значения h₁, h₂ и t. Результаты измерений и расчетов свести в таблицу, вид которой разработать самостоятельно.

7. Определить момент инерции системы по формуле (5) с использованием средних значений из п. 6. При расчетах принять ускорение свободного падения:

g = 9,81 м/с², Δg = 0,005 м/с².

8. Определить относительную и абсолютную погрешность момента инерции по формулам:

.

Записать окончательный результат в виде:

J = J_расч. ± ΔJ.

Определение момента инерции системы без диска и момента инерции диска.

1. Открутить гайку, снять диск и установить гайку обратно.

2. Произвести измерения и расчеты момента инерции системы без диска (J₁) согласно пунктам 2 – 8 предыдущего задания.

3. По окончании работы выключить блок электронный с помощью выключателя «СЕТЬ» и аккуратно опустить груз в крайнее нижнее положение.

4. Определить момент инерции диска, его относительную и абсолютную погрешность:

J_д = J – J₁, ΔJ_д = ΔJ + ΔJ₁, ε_Jд = ΔJ_д/J_д.

Записать окончательный результат в виде:

J_д = J_{д расч.} ± ΔJ_д.

Контрольные вопросы.

1. Что называется моментом инерции тела относительно данной оси? Приведите формулы моментов инерции тел простейшей формы. Зависит ли момент инерции диска от его толщины?

2. Сравните формулы F = ma и M = Jε. В чем состоит аналогия между этими выражениями?

3. В чем суть динамического метода определения момента инерции?

4. В чем состоит свойство аддитивности момента инерции? Покажите, что оно вытекает из определения момента инерции.