БНТУ № 106
.docxМинистерство образования Республики Беларусь
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Техническая физика»
Отчет
по лабораторной работе №106
«Определение момента инерции твердого тела методом крутильных колебаний»
Выполнил: Кекух А.А.
Студент группы 10605120
Проверил: Смурага Л.Н.
к.т.н., доцент
Минск 2021
Цель работы:
1. Ознакомиться с основными характеристиками тела при вращательном движении;
2. Определить момент инерции тела сложной геометрической формы с помощью крутильных колебаний;
Перечень приборов и принадлежностей:
1. Крутильный маятник;
2. Секундомер;
3. Эталонное и исследуемое тело;
Схема лабораторной установки:
Физическая модель:
1. Крутильный маятник рассматривается как жесткий агрегат, а закрепленные в нем тела – как абсолютно твердые;
2. Крутильные колебания рассматриваются как свободные гармонические без учета
затухания;
3. Считается, что крутильные колебания маятника определяются только законом
деформации кручения и законом вращения твердого тела;
Математическая модель:
Таблицы результатов измерений:
Таблица 1
m, 10¯³ кг |
Δm, 10¯³ кг |
R, 10¯² м |
ΔR, 10¯³ м |
283 |
0,5 |
44,05 |
0,05 |
Таблица 2
колебания маятника без эталонного тела |
колебания маятника c эталонным телом |
колебания маятника с исследуемым телом |
||||||||||
t0, с |
n |
T0, с |
|
t1, с |
n |
T1, с |
|
t2, с |
n |
T2, с |
|
|
46,58 |
10 |
4,658 |
0,001 |
55,27 |
10 |
5,527 |
0,003 |
49,67 |
10 |
4,967 |
0,008 |
|
46,55 |
10 |
4,655 |
0,002 |
55,40 |
10 |
5,540 |
0,01 |
49,52 |
10 |
4,952 |
0,007 |
|
46,59 |
10 |
4,659 |
0,002 |
55,22 |
10 |
5,522 |
0,008 |
49,59 |
10 |
4,959 |
0 |
|
46,57 |
10 |
|
0,002 |
55,3 |
10 |
|
|
49,59 |
10 |
|
|
Результаты расчётов и расчёт погрешностей:
Окончательный результат с учетом погрешностей.
Выводы:
Основной характеристикой тела при вращательном движении является момент инерции. Он характеризует инертные свойства тела при вращении. Момент инерции зависит от формы тела и выбора оси вращения (теорема Штейнера).
С помощью крутильного маятника, измеряя лишь периоды вращения рамки, рамки с эталонным телом и исследуемым телом, и зная момент инерции эталонного тела, мы находим момент инерции исследуемого тела.