Определение момента инерции твердого тела с помощью маятника Максвелла. Методические указания к лабораторной работе №3 по дисциплине «Физика»
.pdf
ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И ОФОРМЛЕНИЕ
РЕЗУЛЬТАТОВ ВЫЧИСЛЕНИЙ
1.Используя (8), вычислите момент инерции I1 маятника Максвелла со съемным кольцом.
|
m |
d 2 |
||
2. Вычислите момент инерции стержня Iст |
ст |
0 |
. |
|
8 |
||||
|
|
|||
|
m d 2 |
|
|
3. Вычислите момент инерции диска Iд |
д |
. |
|
8 |
|||
|
|
4.Используя (2), вычислите момент инерции съемного кольца Iк .
5.Воспользовавшись свойством аддитивности момента инерции,
определите теоретическое значение момента инерции маятника
Максвелла со съемным кольцом I |
|
Iст |
Iд Iк . |
|
|
||||||
6. По формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
m |
2 |
d0 |
|
g |
2 |
tср |
|
2 |
H |
I1 |
mст |
mд mк |
d0 |
|
g |
tср |
H |
||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||
вычислите относительную погрешность практически определенного значения момента инерции маятника. (При выводе данной формулы было
|
gt2 |
|
|
учтено, что, во-первых, в (8) |
|
1 |
, а, во-вторых, |
|
|||
|
2H |
|
|
mд 
mст 
mк 
m ).
7. |
Найдите абсолютную погрешность экспериментального значения |
||||||||
|
момента инерции маятника |
I1 |
I |
I1 . |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
||
|
|
|
mст |
|
2 |
d0 |
|
|
|
8. |
По формуле |
Iст |
mст |
d0 |
найдите относительную погрешность |
||||
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||
теоретически определенного значения момента инерции стержня маятника.
11
|
|
m |
|
d |
|
|
|
|
д |
2 |
|
|
|
9. По формуле |
Iд |
mд |
d |
найдите относительную погрешность |
||
|
||||||
|
|
|
|
теоретически определенного значения момента инерции диска маятника.
10. По формуле
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
d |
3 |
d |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
2 |
1 |
|
d |
|
|
|
|
Iк |
|
|
H |
d |
4 |
d |
4 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||
вычислите относительную |
погрешность теоретически определенного |
|||||||||||||||
|
значения момента инерции кольца. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
11. |
Определите |
абсолютные |
погрешности |
|
|
Iст , |
|
|
Iд , |
Iк , а также |
||||||
|
абсолютную |
погрешность |
|
|
I |
Iст |
|
Iд |
Iк |
теоретически |
||||||
|
определенного значения маятника Максвелла со съемным кольцом. |
|||||||||||||||
12. |
Сравните экспериментальное I1 и теоретическое |
I значения момента |
||||||||||||||
|
инерции маятника в стандартном виде и на числовой оси с учетом |
|||||||||||||||
|
погрешностей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1.Цель работы.
2.Перечень приборов и схема установки.
3.Краткая теория с расчетными формулами.
4.Таблицы с результатами измерений.
5.Подробное вычисление всех величин и их погрешностей.
6.Результаты расчетов в стандартной форме и на числовой оси.
7.Выводы по работе.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Физический смысл момента инерции, его размерность. Свойство аддитивности.
12
2.Момент инерции материальной точки, системы точек, тела.
3.Вывести формулу момента инерции сплошного цилиндра (диска).
4.Вывести формулу момента инерции кольца.
5.Сформулировать и доказать теорему Штейнера.
6.Силы консервативные и диссипативные. Примеры этих сил.
7.Кинетическая энергия вращательного движения, плоского движения.
8.Закон сохранения механической энергии.
9.Вывести формулу для практического определения момента инерции маятника Максвелла.
10. Вывести формулы для вычисления относительных погрешностей
величин, определяемых в работе.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Савельев, И.В. Курс общей физики [Текст]. В т.1/ И.В.Савельев. - М.:
Наука, Физматлит, 1998. - 328 с.
2.Сивухин Д.В. Общий курс физики физики [Текст]. В т.1/ Д.В.Сивухин. -
М.: Наука, Физматлит, 1989. - 557 с.
3.Маятник Максвелла ФПМ 03 (паспорт ФПМ03 ПС). М.: Союзвузприбор, 1983.
13
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА С ПОМОЩЬЮ МАЯТНИКА МАКСВЕЛЛА
Методические указания к лабораторной работе № 3
Составители: Строковская Светлана Евгеньевна Строковский Григорий Семенович Кащенко Андрей Петрович Демидова Аксана Алексеевна
Редактор |
|
|
Подписано в печать |
|
. Формат 60*84 №/16. Бумага офсетная. |
Ризография. Объем |
п. л. |
. Тираж 100 экз. Заказ № . |
Издательство Липецкого государственного технического университета. |
||
Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ. |
||
398600 |
Липецк, ул. Московская, 30. |
|
14