Завдання роботи

1. Прийнявши тягарець за матеріальну точку, визначити експериментально момент інерції тягарця і порівняти його з розрахованим за формулою .

2. Зробити експериментальну перевірку основного закону динаміки обертального руху .

Виконання роботи

Прилади і матеріали: маятник Обербека; електричні терези ВЛТК-500; лінійка, секундомір, штангенциркуль, набір тягарців, платформа с тягарцями.

1. Визначення моменту інерції тягарця

1.1. Визначити окремо маси кожного з чотирьох циліндричних тягарців , за допомогою технічних терезів (в лабораторії використовуються терези ВЛТК-500). Знайти середнє значення однієї маси і записати визначене середнє значення до табл. 2.2. Закріпити тягарці на стержнях на однаковій віддалі від осі обертання маятника. Треба досягти, щоб маятник знаходився в байдужій рівновазі.

1.2. Визначити відстань R від осі обертання маятника до центрів мас тягарців. Для цього виміряти штангенциркулем довжину тягарця , діаметр втулки, до якої кріпляться стержні, і відстань від переднього торця тягарця до поверхні втулки (рис. 2.11). Тоді .

Виміри зробити для кожного тягарця окремо, знайти середнє значення і записані його до таблиці 2.2.

1.3. Визначити масу т платформи з вантажами.

1.4. Виміряти штангенциркулем радіус шківа , на який намотана нитка.

1.5. Намотати нитку на шків. Платформа з тягарцями буде знаходитися в верхньому положенні. За допомогою лінійки виміряти відстань, з якої буде опускатися платформа.

1.6. Надавши можливості платформі опускатися, по секундоміру визначити час падіння . Секундомір вмикають у момент початку руху платформи і зупиняють, коли платформа досягає найнижчого положення. Визначити відстань між найнижчим і верхнім положенням платформи (рис.2.10).

Рис. 2.11

1.7. Дослідження повторити три рази. Дані занести до таблиці 2.2 і визначити середні значення.

1.8. За формулою визначити момент інерції системи з тягарцями.

1.9. Зняти тягарці і вище описаним методом визначити момент інерції системи без тягарців.

1.10. Визначити експериментальне значення моменту інерції одного тягарця за формулою _.

1.11. Визначити теоретичне значення моменту інерції одного тягарця за формулою .

12. Порівняти значення і . Для цього визначити відносну похибку вимірювання:

.

2. Експериментальна перевірка основного закону динаміки обертального руху

Згідно основного закону динаміки обертального руху:

.

Для перевірки цього рівняння визначимо окремо ліву і праву частини по результатам експерименту для системи з масами.

2.1. Визначити добуток ,де - момент інерції системи з масами, - кутове прискорення .

2 2. Визначити обертаючий момент за формулою . Прискорення , з яким рухається платформа визначається за формулою:

.

2.3. Порівняти отримані значення лівої і правої частини основного рівняння динаміки обертального руху. Знайти величину, яка характеризує на скільки відрізняється ліва частина рівняння від правої у відсотках .

Таблиця 2.2

№ п/п	Система з масами						Система без мас
1
2
3
4
Ср.