4 Порядок выполнения лабораторной работы и обработки результатов измерений

Задание №1. Определение момента инерции диска

Приборы и принадлежности: установка; линейка; диск, штангенциркуль; секундомер; момент которого определяется.

Расчётная формула: ,

где I – момент инерции диска;

D₀ – диаметр нижнего диска (платформы);

d – диаметр верхнего диска ;

l – длина нити подвеса;

m₀ – масса нижнего диска (платформы);

m – масса диска, момент инерции которого определяется;

t – время N колебаний платформы с диском;

t₀ – время N колебаний платформы.

1. Штангенциркулем или линейкой измерьте в трех местах диаметр платформы D₀ и диаметр верхнего диска d. Результаты запишите в таблицу 4.1.

N=… m₀ = … m₁ =… D₁ = …

m₂ =… D₂ = ….

Таблица 4.1

№	D0, м	d, м	l, м	t0, с	t1,с	t2,с	t12, с
1 2 3
Среднее

2. Линейкой измерьте длины трех нитей подвеса l и запишите в таблицу 4.1.

3. Запишите в таблицу 4.1 известные значения масс платформы m₀ и исследуемых дисков m₁ и m₂.

4. Поворотом верхнего диска на угол 6 – 8º вызовите крутильные колебания платформы. Секундомером измерьте время t₀ N = 20 полных колебаний диска. Измерение времени t₀ сделайте три раза. Запишите в таблицу 4.1.

5. Положите по центру платформы исследуемый диск массой m_1. Приведите систему в колебательное движение и измерьте время t 20 полных колебаний платформы с диском. Измерение времени t произведите три раза. Запишите в таблицу 4.1.

6. По средним значениям измеряемых величин вычислите момент инерции диска I₁ согласно расчетной формуле. Доверительные интервалы в этом опыте не рассчитываются.

7. Для самоконтроля вычислите момент инерции исследуемого диска по формуле , предварительно измерив диаметр диска D₁.

8. Замените диск массой m₁ на диск массой m₂. Повторите измерения согласно пунктам 4-8. Значения полученных результатов занесите в таблицу 4.1. Определите момент инерции диска I₂. Для самоконтроля вычислите момент инерции исследуемого диска по формуле , предварительно измерив диаметр диска D₂.

10) Поместите оба диска так, чтобы центр тяжести каждого из них лежал на оси вращения системы. Повторите измерения согласно пунктам 4-8. Значения полученных результатов занесите в таблицу 4.1. Определите общий момент инерции I₃.

Задание №2

Проверка аддитивности момента инерции

Проверьте аддитивность момента инерции, т.е. справедливость соотношения I₃=I₁+I₂. Расчеты произведите и для экспериментальных значений и для теоретических. Сделайте выводы по работе.