3. Порядок выполнения эксперимента.

1. Закрепить шайбы на стержнях крестовины па расстоянии от оси вращения. Расстояние удобно отсчитывать с помощью рисок, которые нанесены на стержень с интервалом, при этом необходимо учитывать, что диаметр втулки равен.

2. Зацепить нить за вырез на ободе шкива 5, намотать нить на этот шкив, при этом к другому концу нити, перекинутому через блок, должен быть прикреплен груз массой . Поднять груз на высоту, наматывая одновременно нить на шкив 5. Совместить нижний край грузас риской на корпусе верхнего фотоэлектрического датчика, не перекрывая луча датчика.

3. Придерживая рукой груз в установленном положении, нажать на миллисекундомере кнопку «Сеть», при этом срабатывает электромагнит, и фрикцион стопорит шкив 5.

4. Нажатием кнопки «Сброс» привести миллисекундомер в исходное (нулевое) положение.

5. Нажать кнопку «Пуск», при этом электромагнитный фрикцион 9 освобождает шкив 5, а миллисекундомер начинает вести счет времени. Когда груз 4 пересекает оптическую ось фотоэлектрического датчика 10, счет времени миллисекундомером прекращается.

6. Записать показания миллисекундомера ().

7. Выключить кнопку «Сеть», нажать кнопку «Сброс».

8. Измерения повторить 5 раз: установить груз массой , нажать кнопку «Сеть», нажать кнопку «Пуск» и т.д.

9. Определить среднее время падения груза:

, .

10. Используя зависимости (11) и (14), рассчитать момент инерции крестовины относительно оси вращения.

, (15)

где - момент инерции шкива 5;

;

;

.

4. Анализ и обработка результатов измерений.

При определении момента инерции по формуле (15) имеем дело с косвенными измерениями. Оценим погрешность, которую допускаем при вычислении.

1. Экспериментальные данные измерения времени (времени движения груза массой) имеют разброс, который объясняется случайными погрешностями при проведении повторных измерений. Так как инструментальная погрешность измерения времени в данных опытах существенно меньше случайной, то полная погрешность измерения времени будет равна случайной погрешности и её следует рассчитать по формуле:

, (16)

где - коэффициент Стьюдента для доверительной вероятностии числе измерений.

2. Рассчитать относительную погрешность измерения:

(17)

Примечание.

I. Если одно из слагаемых в квадратных скобках выражения (17) более чем вдвое превосходит другое, то меньшим можно пренебречь.

II. Поскольку экспериментальные данные (,,) приведены без указания погрешностей, можно положить её равнойпоследнего значащего разряда, то есть:

;

;

.

3. Определить абсолютную погрешность:

(18)

4. Записать окончательный результат в СИ:

(19)

5. Контрольные вопросы.

1. Что называется моментом силы и моментом импульса относительно неподвижной точки , относительно неподвижной оси?

2. Что называется моментом инерции материальной точки, системы материальных точек, абсолютно твёрдого тела?

3. Записать основное уравнение динамики вращательного движения относительно неподвижной точки , относительно неподвижной оси.

4. Сформулировать и записать теорему Штейнера.