Экспериментальная часть Описание экспериментальной установки

На рис. 2 представлена схема установки. Маховик представляет собой монолитное тело в виде фигуры вращения. Для удобства, определения теоретического значения момента инерции системы расчетным путем ее можно условно разделить на отдельные элементы: диск, кольцо, шкив и вал. Маховик 1 и шкив 2 плотно закреплены на валу 3, запрессованном в прецизионные подшипники качения 4. Подшипники 4 строго сносно монтируются на массивной опоре, которая размещается на лабораторном столе. На шкиве 2 намотана закрепленная на нем нить, к концу которой подвешен груз 5. Для регистрации положения груза предусмотрена вертикально расположенная линейка 6 с миллиметровой шкалой

Рис. 2. Схема экспериментальной установки

Порядок выполнения работы

Заполните табл. 1 спецификации измерительных приборов. Внесите в протокол данные установки

Таблица 1

Спецификация измерительных приборов

Название прибора и его тип	Пределы измерения	Цена деления	Инструментальная погрешность
Линейка
Секундомер
Штангенциркуль

Данные установки:

Масса груза т =

Масса диска

Радиус диска

Масса кольца

Наружный радиус кольца

Масса вала

Радиус вала

С помощью штангенциркуля проведите пять независимых измерений диаметра шкива d, значение диаметра запишите в табл. 2.

Таблица 2

№ п/п	d, мм	, мм
1
2
3
4
5
среднее

Задание 1. Определение момента инерции маховика

Ход выполнения работы по заданию 1.

1.Придерживая маховик, осторожно опустить груз 5 в крайнее нижнее положение. При этом нить должна быть полностью смотана со шкива, а груз не должен касаться опоры. Произвести отсчет у₀ положения нижнего торца груза по вертикальной линейке 6.

2.Вращая маховик, поднимите груз так, чтобы его нижняя торцевая поверхность располагалась на отметке по линейке - исходное состояние (значение согласуйте с преподавателем).

3.Удерживая маховик с грузом в положении ,подготовьте секундомер к проведению измерений времени движениясистемы.

4.Без толчка отпустите маховик, одновременно включив секундомер. Система приходит в движение.

5.В момент достижения грузом 5 крайнего нижнего положения выключите секундомер.

6.Верните систему в исходное состояние. Пункты 5-8 повторить еще 4 раза. Результаты измерений , занесите в таблицу 3.

7.Верните систему в исходное состояние (см.пункт 2), при этом нижняя торцевая поверхность груза 5 должна быть расположена на той же отметке.

Таблица 3

Измерение времени движения груза τ и расстояний h₁ и h₂

№ п/п	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, с
1
2
3
4
5
среднее

8.Отпустите маховик. Наблюдая за поступательным движением груза 5, зафиксируйте максимальную отметку у₂, на которую поднимется груз после прохождения им крайнего нижнего положения. Результат занести в таблицу 3.

9.Пункты 7-8 повторите еще 4 раза. Результаты запишите в таблицу 3.

10. Пользуясь расчетным соотношением (16), рассчитать ускорение поступательного движения груза, угловое ускорение маховика, момент силы трения в подшипниках.

11. Сравнить экспериментальное и теоретическое значения момента инерции маховика.