Выполнение работы
Перед началом работы закрепить нить на малом радиусе двухступенчатого шкива. Установить на платформу основного груза (масса платформы 60г) три разновеса (масса каждого разновеса 50г). Общая масса падающего груза будет складываться из массы платформы и масс надетых на нее разновесов.
Передвижные грузы на крестовине закрепить на расстоянии 150 мм от оси вращения и тщательно отцентрировать положение всей системы.
Затем включить электронный блок в сеть. Нажав кнопку «Пуск» на электронном блоке и вращая крестовину против часовой стрелки, перевести основной груз в верхнее положение. После поднятия груза нажатием кнопки «Сброс» обнулить показания индикаторов электронного блока, а нажатием на кнопку «Стоп» включить электромагнит, который зафиксирует положение груза в данном положении. После того, как падающий груз полностью зафиксирован в верхнем положении, по шкале линейки определить высоту hпадения груза как разницу его верхнего и нижнего положения. Нижняя координата отсчитывается по положению фотодатчика, закрепленного на нижней платформе.
Нажать на кнопку «Пуск» и произвести отсчет времени падения груза по индикатору «Время» электронного блока.
Произвести данное измерение для пяти различных высот, уменьшая после каждого измерения высоту падения на 5 см. Определить по формуле (6) момент инерции крестовины для каждого измерения и найти среднее значение момента инерции. Полученные значения занести в таблицу 1. Затем измените положение грузов на крестовине, передвинув их к центру вращения на 2 см. Произвести отсчет времени падения груза для тех же пяти разных значений высот, что и в предыдущем опыте. Определить по формуле (6) момент инерции для каждого случая и найти среднее значение момента инерции. Найдите относительную погрешность каждого отдельного измерения.
Из формулы (7) определите расчетные значения момента инерции крестовины для двух положений грузов на ней. При расчете считать: Io=0,0002 кг.м2;m1=200 г; m2=60 г; l=270 мм. РадиусR в первом случае считать равнымR= 150 мм, а во втором случаеR= 130 мм. Полученные значения занести в таблицу1. Найти расхождение между экспериментальным и расчетным значениями. Данные занести в таблицу 1.
Найти разность средних значений моментов инерций, при различных положениях грузов на крестовине. Найти эту разность исходя из расчетной формулы (7). Сравнить полученные значения.
Таблица 1
|
№ |
R,м |
h,м |
t, с |
Mосн, кг |
Iэксп, кг.м2 |
Iср кг.м2 |
|
Iрасч кг.м2 |
Iср- Iрасч кг.м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Сформулируйте основной закон динамики вращательного движения?
2. Что называется моментом инерции материальной точки относительно оси вращения?
3. Что называется моментом инерции твердого тела относительно оси вращения?
4. Для характеристики каких свойств вводится понятие момента инерции?
5. Что называется моментом силы относительно неподвижной оси?
6. В каких единицах измеряется момент инерции? Момент силы?