Контрольні питання

1. Дати означення векторів миттєвої швидкості і миттєвого прискорення.

2. Яку фізичну величину називають середньою швидкістю?

3. Який рух називають рівномірним, рівнозмінним? Записати формули швидкості та шляху для цих рухів.

4. Які системи відліку називають інерціальними? Неінерціальними?

5. Сформулювати закони Ньютона.

6. Намалювати і пояснити графіки залежностей , , , для рівномірного та рівнозмінного рухів.

7. Вивести робочу формулу.

Лабораторна робота №1.2 Визначення моменту інерції твердих тіл за допомогою крутильних коливань

Мета роботи: визначити момент інерції твердого тіла неправильної форми.

Теоретичні відомості і опис установки

(Теорія до даної роботи описана в конспекті лекцій §§1.9-1.10)

Крутильний маятник призначений для визначення моментів інерції твердих тіл за допомогою крутильних коливань. Прилад представлений на рис.1. На основі (1) знаходяться мілісекундомір (2) і вертикальна стійка (3),. на якій закріплені кронштейни (4, 5, 6). На кронштейнах (4 і 6) кріпиться рамка (7). На кронштейні (5) закріплена стальна плита (8), яка служить основою фотоелектричному датчику (3), електромагніту і кутовій шкалі. Положення електромагніта відносно фотоелектричного датчика може змінюватись.

К

Рис.1

онструкція рамки дозволяє закріплювати тверді тіла, різних розмірів та форм. Досліджувані тіла кріпляться за допомогою рухомої балки.

Якщо знехтувати незначними втратами енергії в коливній системі на тертя, то період гармонічних коливань досліджуваного тіла Т пов’язаний з його моментом інерції І співвідношенням

, (1)

тут k – постійний коефіцієнт, що залежить від конструкції приладу, – момент інерції рамки, в якій кріпиться досліджуване тіло. Для знаходження невідомих величин k та I₀ вимірюють період коливань рамки і період коливань тіла, момент інерції якого відомий. Тоді:

, (2)

. (3)

З рівнянь, (1-3) визначають момент інерції тіла

(4)

Формула (4) може бути використана як робоча для визначення моменту інерції тіла.

Хід роботи

1. Ввімкнути мілісекундомір в мережу живлення і по черзі натис­нути кнопки «Сеть», «Сброс».

2. Відхилити рамку таким чином, щоб її стрілка торкнулась осердя електромагніта, який утримує рамку в заданому положенні.

3. Натиснути кнопку «Пуск». Після повних коливань натиснути кнопку «Стоп» і визначити період коливань , де – час всіх коливань, n – число повних коливань.

4. Закріпити тіло з відомим моментом інерції .

5. Аналогічно пп. 2, 3 визначити період коливань .

6. Закріпити в рамці тіло, момент інерції якого потрібно визначити.

7. У відповідності з пп. 2, 3 визначити період коливань Т.

8. Записати в таблицю значення та його похибку .

9. Знайти середні значення , , Т. .Оцінити похибки цих величин.

10. За формулою (4) обчислити середнє значення моменту інерції твердого тіла І.

11. Обчислити абсолютну похибку величини І за формулою:

(5)

12. Обчислити відносну похибку , записати кінцевий результат.

Таблиця вимірювань

№ з.п.
Ср.