lab_4

Министерство образования и науки РФ

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Физико-технический институт

^{наименование института}

Квантовой физики и нанотехнологий

^{наименование кафедры}

Отчет по лабораторной работе № 1.4

По дисциплине: физика (механика)

Определение момента инерции и закона сохранение

энергии с помощью маятника Максвелла

Выполнил:

Студент группы РДб-12-1,

Полетаев Василий Васильевич

Приняла: Доцент кафедры

квантовой физики и нанотехнологий,

Днепровская Лариса Васильевна

Иркутск, 2012 г.

Цель работы: изучение законов сохранения энергии и определение момента инерции маятника Максвелла.

задача 1. Определение момента инерции маятника Максвелла относительно его оси.

Маят­ник Максвелла состоит из тонкого металлического стержня с симметрично укрепленным на нем диском и съемным кольцом.

• Масса оси = 0,1 ; Радиус оси = 0,005

• Масса диска = 0,2 ; Радиус диска = 0,04

• Масса кольца = 0,75 ; Внешний радиус кольца =0,06

Намотав нити на стержень, устанавливаем маятник в наивыс­шем положении. Записав показания секундомера время опускания маятника t, повторяем измере­ния 10 раз. Результаты измерений вносим в таблицу.

Таблица 1. Сводная таблица результатов измерений расстояния h, времени опускания маятника t и вычисления некоторых параметров, необходимых для обработки результатов измерения.

№ п.п.	h, m	t, c	a, m/c2	J, кг*m2	Jр, кг*m2	, Дж	, Дж
1	0,32	2	0,16	0,0016	2,11375.10-3	3,2928	3,312
2		2	0,16	0,0016
3		2	0,16	0,0016
4		2	0,177	0,0014
5		2	0,177	0,0014
6		1,9	0,177	0,0014
7		2,1	0,145	0,0017
8		2,1	0,145	0,0017
9		2,2	0,132	0,0019
10		2,2	0,132	0,0019
< >		2,03		0,00164

• находим величины ускорений а по формуле:

• Момент инерции маятника Максвелла находим для каждого раза измерении по формуле:

Где 1,05 ; 0,005 ^- радиус стержня маятника.

• Среднее значение момента инерции маятника Максвелла:

= 0,0164 ; <J> = 0,00164

• Находим дисперсию среднего значения:

• Среднеквадратичное отклонение средного значение

• Записываем результат измерений и расчёта момента инерции маятника Максвелла по методу Стьюдента

p = 0,95 ; n = 10  k = 9  = 2,3

• 

• Mомент инерции маятника Максвелла J_P рассчитываем теоретически по формуле:

• 

_{Итак, наш теоретический расчёт момента инерции маятника Максвелла удовлетворяет экспериментальным результатам измерений.}

задача 2. Проверка закона сохранения механической энергии.

+

 Изменение потенциальной энергии маятника :

+

;

 Изменение кинетической энергии маятника :

D = 0,01 - диаметр оси маятника



Итак, . Движение маятника Максвелла подчиняется закону сохранения энергии.

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте цель работы.

2. Назовите основные виды движения твердых тел.

3. Запишите уравнение движения для маятника Максвелла.

4. Момент инерции материальной точки, твердого тела.

5. Получите формулу для момента инерции полых цилиндрических тел относительно оси, проходящей через ось симметрии.

6. Кинетическая энергия тела при сложном движении.

7. Запишите закон сохранения механической энергии для маятника Максвелла.