Контрольные вопросы

1. Какова цель данной работы?

2. Что такое момент инерции? Каков его физический смысл.

3. Как можно изменить момент инерции маятника Обербека?

4. Как из уравнений динамики поступательного и вращательного движений вывести рабочую формулу (3.7)?

5. В каком случае движение маятника является равноускоренным?

6. Как измерить расстояние от оси вращения до центров грузиков, закрепленных на стержнях?

7. Каким образом в данной работе подтверждается линейная за- висимость момента инерции от квадрата расстояния тел до оси вра- щения?

Индивидуальные задания для членов бригады, выполняющих лабораторную работу на одной установке

Номер члена бригады	Индивидуальное задание
1	Рассчитайте момент инерции маятника Обербека, состоящего из барабана и четырех спиц (без грузов, закрепленных на спицах). Численные значения масс и размеры барабана и спиц возьмите в таблице исходных данных, помещенной в Приложении или лабораторной установки, на которой Вам предстоит выполнять опыты
2	Рассчитайте момент инерции маятника Обербека с грузами, закрепленными на одинаковых расстояниях на всех четырех спицах. Расстояние от поверхности барабана до грузов, за- крепленных на спицах, возьмите максимально возможным (грузы – на самом конце спиц). Численные значения масс и размеров барабана, спиц и грузов возьмите в таблице исходных данных, помещенной в Приложении или около лабораторной установки, на которой Вам предстоит выполнять опыты
3	Выполните задание аналогичное заданию для второго номе- ра, но расстояние от поверхности барабана до грузов, закре-пленных на спицах, возьмите равным половине длины спи- цы (грузы – на середине спиц)

Литература

Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1982. – Т. 1 (и последующие издания этого курса).

Лабораторная работа № 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ТЕЛА

Цели работы: 1) оценить момент тормозящей силы, действующий на тело в процессе вращения; 2) определить момент инерции тела с учетом момента тормозящей силы; 3) произвести расчет моментов, пользуясь энергетическими соотношениями.

Описание установки

Установка представляет собой тело со шкивом радиусом r, которое вращается в шарикоподшипниках. На шкив намотана нить, один конец которой прикреплен к шкиву, а другой – к подставке массой . На подставку могут помещаться подгрузки массой. Груз под действием силы тяжести может опускаться, приводя во вращение тело. После того как груз от отметкиh₀ опустится на полную длину нити до отметки h₁ (рис. 4.1), тело, вращаясь по инерции, поднимет груз снова на некоторую высоту до отметки h₂.

Рис. 4.1

В процессе движения часть механической энергии системы тело–груз расходуется на работу против тормозящей силы и, следовательно, превращается во внутреннюю энергию системы и окружающего воздуха, которые нагреваются. Из этого следует, что тело поднимет груз на высоту, меньшую начальной, т. е. отметка h₂ всегда будет расположена ниже отметки h₀. Тормозящая сила складывается из силы трения в подшипниках и из силы трения о воздух при движении тела и груза.