- •Введение
- •Эксперимент и измерения
- •Обработка результатов измерений в физическом эксперименте
- •1. Формы и методы обработки результатов измерений
- •2. Аппроксимация экспериментальных данных
- •3. Оценка погрешностей измерений
- •Физический смысл средней квадратичной погрешности.
- •Погрешность косвенного измерения
- •4. Правила представления результатов измерения
- •5. Правила построения графиков
- •6. Содержание отчета
- •Механика вращательного движения работа 5. Момент инерции различных тел. Теорема штейнера.
- •Теоретические основы лабораторной работы
- •Порядок выполнения работы
- •I. Определение модуля кручения пружины.
- •II. Определение периода колебаний системы с исследуемым телом.
- •III. Определение моментов инерции различных тел относительно оси, проходящей через центр симметрии.
- •V. Проверка теоремы Штейнера.
- •Обработка результатов измерений
- •I . Определение модуля кручения пружины.
- •Работа 6. Определение момента инерции с помощью маятника обербека
- •Обработка результатов измерений
- •Работа 7. Определение момента инерции твердых тел с помощью маятника максвелла
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Приложение 1. Справочные таблицы
- •Приложение 2
- •Снятие отсчета.
- •Список рекомендуемой учебной литературы
Порядок выполнения работы
I. Определение модуля кручения пружины.
1. Возьмите стержень с грузами и насадите его на ось пружины. Грузы сдвиньте к центру.
2. Поверните стержень на 90о (/2 радиан).
|
F |
l |
M |
|
|
|
|
/2 |
|
|
|
|
|
|
|
3/2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
4. Проделайте эти измерения для углов , равных 180о, 270о, 360о.
5. Полученные данные занесите в таблицу 1.
II. Определение периода колебаний системы с исследуемым телом.
Для измерения периода используется устройство, называемое световым барьером. Оно состоит из источника и приемника света. На ось пружины насажена непрозрачная полоска, размещаемая между источником и приемником света. При колебаниях эта пластинка периодически перекрывает луч света. Световой барьер может работать в нескольких режимах, которые устанавливаются с помощью переключателя. Он может измерять число колебаний, полпериода или целый период колебаний. Удобнее использовать режим измерения периода колебаний.
Порядок измерения периода
Установите переключатель в положение режим измерения периода, при котором на индикаторе высвечиваются четыре точки.
Насадите на ось пружины исследуемое тело.
Расположите всю систему так, чтобы непрозрачная полоска перекрывала луч света от источника.
Обнулите счётчик времени, закрутите пружину на 180о и отпустите исследуемое тело.
Перепишите значение периода с индикатора.
Нажмите кнопку на световом барьере (обнулите показания индикатора).
Повторите измерения периода 5 – 10 раз.
Определите среднее значение периода.
III. Определение моментов инерции различных тел относительно оси, проходящей через центр симметрии.
Выберите (по указанию преподавателя) определенное тело и насадите его на ось пружины.
Измерьте период колебаний системы описанным выше способом (пункт II).
Измерьте радиус тела (характерный размер) и определите его массу, взвесив тело на весах.
Проведите аналогичные измерения для других тел (по указанию преподавателя).
IV. Изучение зависимости момента инерции от расстояния между центром масс тела и осью вращения.
Расположите грузы на стержне симметрично относительно оси вращения как можно ближе к оси.
Измерьте расстояние r от оси вращения до центров масс грузов.
Насадите стержень с грузами на ось пружины.
Измерьте период колебаний системы описанным выше способом (пункт II).
Последовательно смещайте грузы от оси пружины на 2 см и измеряйте период.
Составьте таблицу 2.
Таблица 2.
r |
м |
|
|
|
|
|
r2 |
м2 |
|
|
|
|
|
T |
с |
|
|
|
|
|
J |
кг.*м2 |
|
|
|
|
|