Лабораторні роботи з фізики / gotovi_labi / готов_ лаби / Готов_ лаби з ф_зики / 1-7
.docПорядок виконання роботи:
-
Встановити верхній кронштейн на вибраній висоті так, щоб вантаж при падінні проходив через середину робочого вікна фотоелектричного датчика.
-
Розмістити вантажі m1 на однаковій відстані від осі обертання.
-
Штангенциркулем заміряти радіуси двоступінчастого диска r1 та r2 .
-
Намотати нитку з вибраним числом вантажів m на диск радіусом r1 .
-
Встановити нижній край вантажів точно по рисці на корпусі верхнього фотоелектричного датчика.
-
Натиснути клавішу „Сеть” та переконатись, що усі датчики показують „Нуль”, в протилежному випадку натиснути клавішу „Сарос”.
-
З допомогою шкали визначити висоту падіння вантажів m.
-
Натиснути клавішу „Пуск”.
-
Записати час вантажів, виміряний мілісекундоміром.
-
Експеримент повторити 3-4 рази для однакового положення вантажів m1 при різних значеннях вантажу m для радіуса диска r1 , а потім повторити те ж саме для радіуса r2 .Всі дані занести в таблицю1.
№ |
t, c |
h, м |
R, м |
m, кг |
I, кг*м2 |
Iсер, кг*м2 |
1 |
4.24 |
0.46 |
0.042 |
0.127 |
0.0427 |
|
2 |
4.30 |
0.46 |
0.042 |
0.127 |
0.0439 |
0.0430 |
3 |
4.22 |
0.46 |
0.042 |
0.127 |
0.0423 |
|
4 |
5.01 |
0.46 |
0.042 |
0.087 |
0.0409 |
|
7 |
8.27 |
0.46 |
0.021 |
0.127 |
0.0407 |
|
8 |
8.19 |
0.46 |
0.021 |
0.127 |
0.0400 |
0.0399 |
5 |
5.06 |
0.46 |
0.042 |
0.087 |
0.0417 |
0.0420 |
6 |
5.16 |
0.46 |
0.042 |
0.087 |
0.0434 |
|
9 |
8.08 |
0.46 |
0.021 |
0.127 |
0.0389 |
|
10 |
10.26 |
0.46 |
0.021 |
0.087 |
0.0430 |
|
11 |
9.77 |
0.46 |
0.021 |
0.087 |
0.0390 |
0.0415 |
12 |
10.21 |
0.46 |
0.021 |
0.087 |
0.0426 |
|
Таблиця 1. Таблиця отриманих вимірів.
-
Для визначення моменту інерції маятника Обербека теоретичним шляхом, необхідно заміряти довжину стержня хрестовини l, записати масу вантажів m1 та заміряти їх довжину l0 .
-
Заміряти діаметр стержня хрестовини D і віддаль вантажів від осі обертання R0 Всі дані занести в таблицю 2.
Заповнимо таблицю:
L, м |
D, м |
m1, кг |
L0, м |
m2 кг |
R, м |
R0, м |
0,249 |
0,005 |
0,200 |
0,019 |
0,0381 |
0,2395 |
0,23 |
де m2 - маса стержня, яку можна знайти за формулою :
- густина матеріалу стержнів,
R – віддаль від осі обертання до центрів мас вантажів.
Обробка результатів експерименту та їх аналіз:
-
За формулою вирахувати момент інерції маятника Обербека для різних радіусів диска та вантажів m.
-
Визначити абсолютну і відносну похибки експерименту.
-
За формулою визначити теоретичний момент інерції маятника Обербека .
-
Порівняти результати, одержані експериментальним та теоретичним шляхом. Зробити відповідні висновки.
Визначимо практичне значення моменту інерції:
Маємо основну формулу для проведення обрахунків:
.
Розраховуємо для кожного із дванадцяти випадків момент інерції:
-
,
-
,
-
,
-
,
-
,
-
,
-
,
-
,
-
,
-
,
-
,
-
.
Підрахуємо середні значення для чотирьох окремих випадків:
-
,
-
,
-
,
-
.
Підрахуємо похибки по формульним значенням:
, , .
,
.
Отож, практичне значення моменту імпульсу: , .
Підрахуємо теоретичне значення моменту інерції:
,
,
.
Отож, теоретичне значення моменту інерції: .
Висновок: отже, я вивчив основний закон динаміки обертового руху шляхом визначення моменту інерції маятника Обербека експериментальним та розрахунковим способом. Для визначення моменту інерції, я використав формулу Штейнера.