Лаб.работы.Физика / Лаб.работа№8

2

Лабораторная работа № 8

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ МАХОВОГО КОЛЕСА И МОМЕНТА СИЛ ТРЕНИЯ В ОПОРЕ

Цель работы: экспериментальное определение момента инерции махового колеса и момента сил трения в опорах оси вращения.

Приборы и принадлежности: установка с маховым колесом, груз, штангенциркуль, секундомер.

1. Краткая теория и описание экспериментальной установки

Момент инерции материальной точки: I = mr²; r – расстояние до оси вращения. Момент инерции твердого тела может быть найден экспериментально. Перед началом опыта нить наматывают на шкив , вращая колесо рукой, чтобы груз С оказался в положении 1 (рисунок).

Затем колесо отпускают, груз движется вниз и, пройдя расстояние h₁ за время t, окажется в положении 2. Так как колесо по инерции продолжит вращение, то нить станет наматываться на шкив, а груз - подниматься до полной остановки колеса, пройдя расстояние h₂ (положение 3).

Момента инерции махового колеса I и момент сил трения М_тр:

I = mr²gt²h₂/[h₁(h₁ + h₂)] (1); М_тр = mgr((h₁ - h₂)/ (h₁ + h₂) (2)

2. Порядок выполнения работы

1. Штангенциркулем измерьте диаметр шкива d, вычислите радиус шкива и занесите значение r = d/2 в табл. 1. К свободному концу нити прикрепите груз массой m, намотайте нить на шкив и измерьте высоту h₁. Заполните таблицу 1.

2. Определите время падения t, высоту падения h₁ груза и высоту h₂, на которую он поднимается от нижней точки. Данные измерений занесите в таблицы 2 и 3. Повторите опыт несколько раз и рассчитайте средние значения <t>, <h₂>, абсолютную и относительную погрешность t и h₂.

Таблица 1 Таблица 2

Радиус шкива r, м			N	t, c	<t>,c	Δt	δt
Абсолютная погрешность Δr, м			1
Относительная погрешность δr= Δr/r			2
Высота поднятия груза h1, м			3
Абсолютная погрешность Δh1, м			4
Относительная погрешность δh1			5
Масса груза m, кг

Таблица 3

N	h2, м	< h2>, м	Δh2, м	δh2
1

3. Вычислите среднее значение момента инерции махового колеса <I> по формуле (1). 4. Вычислите относительную погрешность момента инерции: δI = 2δr + 2δt + 2δh₁+ 2δh₂ 5. Найдите абсолютную погрешность момента инерции: ΔI = <I> δI

6. Окончательный результат запишите в виде: I = <I> ±ΔI

7. Вычислите величину момента сил трения в опоре по формуле (2).

3. Контрольные вопросы

1. Какие виды механической энергии Вы знаете ? 2. Дайте определение полной механической энергии.

3.Сформулируйте закон сохранения полной механической энергии.

4.Чем отличаются консервативные механические системы от диссипативных?