2.3 Порядок выполнения работы

2.3.1 Определение момента инерции ненагруженного маятника

1. Освободить крестовину от грузов.

2. Записать все данные установки: диаметр шкива D, длину стержнейl, массу движущегося грузаmмассу грузов, закрепляемых на стержняхm_о.

3. Намотать на шкив нить и подвесить к ней груз массой m, установив его против нулевого деления шкалы.

4. Измерить расстояние h₁от нулевого деления шкалы до нижнего положения грузаmпо шкале (положение С, рисунок 2.5).

5. Предоставив грузу возможность падать, включить секундомер в момент начала движения груза от нулевого деления и выключить его в момент спуска груза на всю длину нити. Повторить измерения не менее трех раз. Записать значение t иh₁в таблицу 2.1.

6. Измерить высоту h₂ максимального подъема груза не менее трех раз.

7. Вычислить: линейное ускорение а, угловое ускорениеε , момент сил тренияМ_тр., вращающий моментМи момент инерцииI.

8. Все измерения и вычисления записать в таблицу 2.1.

9. Сравнить значение момента инерции ненагруженного маятника, вычисленного по формуле (2.29), с теоретичеcким значениемI_кр.формула (2.31).

10. Вычислить абсолютную и относительную погрешности измерений.

2.3.2 Измерение момента инерции маятника с грузами

2. На концах стержней маятника укрепить грузы m₀на расстоянииRот оси вращения. Записать значениеR.

3. Грузы необходимо тщательно сбалансировать, чтобы маятник не мог поворачиваться за счет их неточного крепления.

4. Оставляя неизменным падающий груз, можно считать, что момент силы не изменяется, так как в формуле (2.23) ускорение а мало по сравнению сg.

5. Проделать опыт в прежнем порядке, записать среднее время движения груза с высоты h₁.

6. Вычислить a₂, ε₂, I₂, считать момент сил трения постоянным и вычисленным при первом измерении.

7. Проверить соотношение:

8. 

9. Сравнить значение I₂с вычисленным по формуле (2.32).

10. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

№ изм.	t	tср	h1	h2	аср	εср	Мтр.	М	I	ΔI
Опыт Iкрестовина без грузов
1 2 3
Опыт IIкрестовина с грузами
1 2 3

2.4 Контрольные вопросы

1. Сформулируйте определение момента силы. Что называется плечом силы?

2. Сформулируйте и выведите закон динамики вращательного движения.

3. Каков физический смысл момента инерции и от чего он зависит?

4. Какие законы положены в основу вывода рабочей формулы? Выведите рабочую формулу.

5. Как в данной работе определяется момент сил трения?

6. Какова связь между линейными и угловыми скоростями и ускорениями?

7. На основании какой закономерности вычисляется ускорение падающего груза?

8. Почему нельзя допускать раскачивания груза, подвешенного на нити, при его движении вниз? На что и как это будет влиять?

2.5 Техника безопасности

1. Перед выполнением работы проверить прочность закрепления стержней и грузов на установке.

2. В процессе выполнения работы следите за тем, чтобы грузы не соскальзывали со стержней.

3. После окончания работы снимите грузы с крестовины.