- •Вывод формулы для косвенных измерений момента инерции тела с учетом момента тормозящей силы
- •Получение формул для определения погрешностей косвенных измерений момента тормозящей силы и момента инерции тела
- •Задание к работе
- •Контрольные вопросы
- •Индивидуальные задания для членов бригады, выполняющих лабораторную работу на одной установке
- •Литература
- •Задание к работе
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Задание к работе
При подготовке к лабораторной работе получите расчетную формулу для погрешности косвенных измерений J момента инерции (см. Введение). Учтите, что момент инерции определяется с помощью рабочей формулы (5.8). Для упрощения вычислений можно считать, что коэффициент K в этой формуле измерен точно: K = 0.
Подготовьте эскиз табл. В.1 для статистической обработки прямых пятикратных измерений времени t (см. Введение).
Подготовьте эскиз табл. В.2 для исследования зависимости J от x2.
Включите электронный секундомер. Нажатием кнопки «Режим» установите режим № 3 (светится индикатор «Реж. 3»), при этом отключится тормозное устройство, удерживающее тело.
Приступая к работе, поместите оба груза в точкеА (ее положение указано в таблице исходных данных, помещенной около лабораторной установки, на которой Вам предстоит работать).
Отклоните маятник рукой на небольшой угол , и в момент отпускания маятника включите секундомер нажатием кнопки «Пуск». Отсчитав 10 полных колебаний маятника, остановите секундомер нажатием кнопки «Стоп». Занесите полученное время в таблицу измерений.
Проведите пятикратные измерения времени t десяти полных колебаний физического маятника, не меняя положение грузов.
Рассчитайте среднее время и определите доверительную погрешность измеренияt.
Используя рабочую формулу (5.8), определите значение момента инерции JA, а по формуле, полученной в п. 1 этого задания, определите погрешность измерения этой величины J. Результат запишите в виде . Результат занесите в табл. В.2 для.
10 Раздвиньте грузы симметрично относительно точкиА на расстояние x (см. рисунок). Проведите однократные измерения времени t десяти полных колебаний физического маятника.
11. Повторите п. 7 при пяти различных расстояниях x.
12. Определите момент инерции маятника с помощью формулы (3.8) при различных расстояниях x. Результаты занесите в табл. В.2.
13. Постройте график зависимости момента инерции маятника от x2, пользуясь табл. В.2. Нанесите на этот же график ожидаемую зависимость (5.10). Проведите сравнение и анализ полученных результатов.
Контрольные вопросы
Какова цель данной работы?
Что называется моментом инерции тела? В чем его физический смысл?
Сформулируйте и примените к данной работе основной закон динамики вращательного движения.
Что такое центр масс системы?
Почему местоположение центра масс маятника не меняется при изменении положения грузов ?
Найдите момент инерции системы относительно центра масс, задав или измерив нужные для этого величины.
Сформулируйте закон сохранения энергии и запишите его применительно к физическому маятнику.
Получите рабочую формулу (5.8) и зависимость (5.10).
Получите формулу для расчета погрешности косвенных измерений момента инерции.
10. Сформулируйте теорему Штейнера и примените ее к исследуемой системе.
11. Почему предлагается построить график зависимости момента инерции от квадрата величины x?
12. Что такое момент силы , угловая скорость, угловое ускорение, угловое перемещение, как направлены эти векторы?