Задание 1. Определение момента инерции крестообразного маятника при двух положениях грузов (на концах спиц, сдвинуты к ступице)
1. Измерить штангенциркулем диаметр шкива.
2. Намотать на шкив нить. Пользуясь прямоугольным треугольником и шкалой, укрепленной на стене, задать высоту падения груза.
3. Измерить время падения груза, для чего одновременно отпустить груз и включить секундомер. В момент удара о пол секундомер выключить.
4. Повторить опыт пять раз для случаев 1.2. и 1.3.
5. Результаты измерений занести в табл. 7.1. и рассчитать моменты инерции, сравнить их, сделать вывод.
Таблица 7.1
Измеряемые и расчетные величины для определения момента инерции тела неправильной формы
|
№ п/п |
D |
m |
h |
Грузы сдвинуты к ступице |
Грузы на концах спиц | ||||
|
t1 |
J1 |
< J1 > |
t2 |
J2 |
< J2 > | ||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 2. Расчет относительных и абсолютных погрешностей
Так как косвенные измерения в данной работе производятся в невоспроизводимых условиях, то значение искомой величины вычисляют для каждого отдельного измерения, погрешность же рассчитывают так же, как и в случае прямых измерений.
Результаты расчета ошибок занести в табл. 7.2.
Таблица 7.2
Расчет ошибок
|
j |
|Ji – < J >| |
|Ji – < J >|2 |
S|Ji – < J >|2 |
S< J > |
ta, n |
DJ |
e |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
Окончательный результат записывают в виде
при
= 0,95.
Контрольные вопросы
1. Что называется абсолютно твердым телом? Дайте определение вращательного движения.
2. Что называется угловой скоростью, угловым ускорением? Какова связь между линейными и угловыми кинематическими величинами?
3. Что называется моментом инерции материальной точки, моментом инерции тела? Физический смысл момента инерции.
4. Как зависит момент инерции тела от положения оси вращения?
5. Сколько значений момента инерции может иметь данное тело?
6. Что называется моментом силы, плечом силы относительно оси вращения?
7. Какую роль играет маховое колесо, насаженное на вале двигателя трактора?
8. Проанализируйте возможные источники ошибок эксперимента.
9. Оцените погрешности однократных измерений диаметра шкива, высоты падения h, массы падающего груза m.
Литература [1, ч. 1, § 4, 5, 6, 21, 22, 23].