Выполнение работы

1. Надеть на диск одно из колец. В нижнем положении маятник с кольцом должен быть примерно на 2 мм ниже оси фотоэлектрического датчика(перекрывать его). Высота падения h указывается преподавателем.

2..После включения установки в сеть нажать на клавишу “СЕТЬ”, при этом на табло электронного секундомера должны высвечиваться нули. При отжатой клавише “ПУСК” намотать равномерно на вал маятника нить, виток к витку. В верхнем положении маятник должен удерживаться электромагнитом.

3. Нажав на клавишу “ПУСК”, маятник начнет двигаться вниз. После окончания падения секундомер выключается автоматически. Показания секундомера следует занести в табл. 1.

4. Для проведения измерений с другим кольцом нужно отжать клавишу “ПУСК” и нажать на клавишу “СБРОС”, при этом секундомер обнуляется. С каждым кольцом необходимо провести не менее пяти измерений и найти среднее значение времени падения маятника.

5. По формуле (4) рассчитать момент инерции J системы с каждым кольцом. В нашем случае масса маятника равна сумме масс вала, диска и кольца, т.е. m=m_в+m_д+m_к. Их величины указаны на них с точностью 0,01 г.(Точность измерения всех масс 0,01 г. ) Диаметр вала d=(10 0,1) мм.

6. Измеренные значения моментов инерции маятника сравнить с теоретическими, рассчитанными исходя из того, что элементы маятника – вал, диск и кольца считаются телами простой геометрической формы (см. рис. 5, стр. 6). Внутренний и внешний диаметры колец соответственно равны (86 0,1) мм и (105 0,1) мм. Очевидно, что диаметр диска равен внутреннему диаметру колец.

7. Для одного из измеренных моментов инерции необходимо оценить абсолютную и относительную погрешность измерений.

№ п/п

1-е кольцо mк= …кг

2-е кольцо mк= …кг

3-е кольцо mк= …кг

h, м

t, c

t, c

J, кг .м2

h, м

t, c

t, c

J, кг .м2

h, м

t, c

t, c

J, кг .м2

1 … 5

Ср.

Контрольные вопросы

1. Что называется моментом инерции тела, относительно неподвижной оси вращения?

2. Может ли твердое тело иметь несколько моментов инерции?

3. Сформулируйте основной закон динамики вращательного движения.

4. Объясните, как при движении маятника Максвелла проявляется действие основных законов динамики поступательного и вращательного движений.

5. Почему маятник, достигнув нижнего положения, начинает подниматься вверх?

Работа № 5-3 Определение момента инерции тел с помощью трифилярного подвеса

Приборы и принадлежности: трифилярный подвес, секундомер, набор тел.