
- •Лабораторная paбoтa n5 Определение моментов инерции твердого тела при помощи крутильных колебаний
- •Краткая теория:
- •Описание экспериментальной установки:
- •Указания по выполнению работы:
- •Контрольные вопросы:
- •Литература:
- •Вращательное движение
- •Моменты инерции некоторых геометрических тел
- •Кручение
Указания по выполнению работы:
Подготовить экспериментальные таблицы:
Упр. 1. Определение момента инерции Joo относительно собственной оси симметрии
Длина L, м |
Ради-ус, м |
Модуль сдвига G, Н/м2 |
Модуль кручения f, Н*м |
№ |
tn , с |
Тоо., с |
Эксперим Joo, кг·м2 |
c, м |
b, м |
m, кг |
Теоретич Joo, кг·м2 |
|
0,7* 10-3 |
78,4*109 |
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
| ||||||||||
3 |
| ||||||||||
4 |
| ||||||||||
5 |
| ||||||||||
Среднее значение |
|
Упр.2. Определение момента инерции JАВ при несимметричной оси вращения
№ |
t5 , с |
ТАВ, с |
Экспериментальный JАВ кг·м2 |
d, м |
m, кг |
Теоретический JАВ, кг·м2 |
1 |
|
|
|
0,017 |
2 |
|
2 |
| |||||
3 |
| |||||
4 |
| |||||
5 |
| |||||
cр |
|
Упр.1. Определение момента инерции относительно оси, проходящей через центр масс
подключить установку к сети; нажать кнопку "СЕТЬ" и "СБРОС;
приблизить водилку к электромагниту и зафиксировать ее.
нажать на кнопку "ПУСК", рамка освобождается и начинает колебаться вокруг стальной проволоки, при этом водилка должна пересекать световой поток датчика и миллисекундомер начнет отсчитывать количество периодов и время колебаний;
измерьте микрометром или штангенциркулем диаметр проволоки, ее длину, стороны параллелепипеда а, b, с;
учитывая модуль сдвига для стальной проволоки G=78,4 Н/м2, определить по формуле (2) модуль кручения крутильного маятника f
поместить параллелепипед между неподвижной (нижней) и подвижной (верхней балками рамки, затянуть гайки на зажимных втулках по оси 00’;
определить время n =5 колебаний t5 по секундомеру, эксперимент повторить 5 раз
вычислить среднеарифметическое значение для времени t , и определить период T00’ для колебаний вокруг своей оси симметрии по формуле
используя формулу (1), найти экспериментальное значение момента инерции тела для колебаний вокруг своей оси симметрии J00’
10.
считая m
=
2кг,
вычислить
теоретическое
значение J00’
согласно
формуле:
исравнить
с экспериментально определенным
значением J00’
Упр.2. Определение момента инерции JАВ при несимметричной оси вращения оси параллельной предыдущей и проверка теоремы Штейнера –Гюйгенса.
1. закрепить параллелепипед по оси, отступающей от центральной оси симметрии на расстояние d. Рекомендуется взять d=2см.
2. определить период колебаний ТАВ для несимметричного размещения бруска по схеме, аналогичной при определении T00’ в первом упражнении.
3. расcчитать момент инерции параллелепипеда JАВ в случае несимметричного размещения
по
экспериментальным данным
и по теореме Гюйгенса-Штейнера JАВ =J00’+ md2
и сравнить их.
4..дать объяснение полученным результатам.