Порядок выполнения работы

1. Получить у лаборанта набор грузов.

2. Закрепить четыре груза m₁ на краю стержней на одинаковом расстоянии r = r₁ (рис. 1) от оси вращения диска. Замерить линейкой расстояние r₁ и занести это значение в таблицу.

3. Вращая диск рукой, поднять висящее на нити тело на высоту Н, указанную преподавателем (в процессе вращения нить наматывается на диск). Поскольку масса висящего на нити тела меньше величины m_min, то система не начинает вращаться после того, как ее отпустить.

4. Постепенно добавляя к висящему на нити телу известной массы добавочные грузы, определить суммарную величину массы висящих на нити тел (m_min), при которой система начинает вращаться с постоянной угловой скоростью. Повторив опыт три раза, занести измеренные три значения m_min в таблицу и найти среднее значение m_min.

5. Определить по среднему значению m_min величину по формуле (11) и занести в таблицу.

6. Путем навешивания добавочных грузов увеличить общую массу висящих грузов до величины m ≈ 2m_min, и поднять их на высоту Н, наматывая нить на диск.

7. Отпустив грузы, замерить время их движения t₁ с высоты Н до касания с горизонтальной поверхностью. Провести этот эксперимент не менее трех раз и занести значения времени t₁ в таблицу.

8. Переместить четыре груза m₁ по стержням так, чтобы новое расстояние от оси вращения до них было одинаковым и равным r₂ ≈ 0,7r₁. Замерить и записать величину r₂ в таблицу.

9. Повторить выполнение пункта 7 и записать три новых определенных отрезка времени t₂ в таблицу.

10. Переместить четыре груза m₁ по стержням так, чтобы новое расстояние от оси вращения до них было одинаковым и равным r₃ ≈ 0,4r₁. Записать величину r₃ в таблицу и повторить выполнение пункта 7. записать три новых определенных отрезка времени t₃ в таблицу.

11. Снять со стержней все грузы m₁, поднять висящие на нити грузы на высоту Н и повторить выполнение пункта 7. записать три новых определенных отрезка времени t₄ в таблицу.

12. Рассчитать средние значения величин t₁, t₂, t₃ и t₄ и записать их в таблицу.

13. Рассчитать по формуле (12) значения моментов инерции J₁, J₂, J₃ вращающейся системы при различных расстояниях r₁, r₂ и r₃ грузов m₁ до оси вращения по соответствующим средним значениям t₁, t₂ и t₃ (значения R и g указаны на стенде).Занести рассчитанные значения J₁, J₂ и J₃ в таблицу.

14. Аналогично рассчитать момент инерции J₄ системы без грузов m₁ по найденному среднему значению t₄ и занести его в таблицу.

15. Определить по формуле (14) моменты инерции и тела m₁, находящегося, соответственно, на расстояниях r₁, r₂ и r₃ от оси вращения и занести их в таблицу.

16. Определить отношения : : , и занести их в таблицу.

17. Рассчитать по формуле (16) массу тела m₁, подставив в данное уравнение соответствующие пары значений и r₁, и r₂ , и r₃. По найденным трем значениям массы определить ее среднюю величину и записать среднее значение m_1ср в таблицу.

18. Построить график зависимости момента инерции тела m₁ от квадрата расстояния r до оси вращения .