Порядок выполнения работы. Исследуемое тело (без дополнительного кольца) приводится в крутильные колебания.
Исследуемое тело (без дополнительного кольца) приводится в крутильные колебания.
Внимание! Угол закручивания не должен превышать 10-150, иначе можно сломать установку. Кроме того, при больших углах закручивания не выполняется закон Гука (13.16), и колебания не будут гармоническими.
1. Секундомером измерьте время t, которое требуется для совершения 20 полных колебаний, и вычислите период колебаний по формуле (13.30). Опыт повторите 5 раз.
2. На исследуемое тело установите дополнительное кольцо и вновь (5 раз) определите время 20 колебаний, найдите t1ср. и период колебаний (13.31).
3. Линейкой и (или) штангенциркулем измерьте внутренний R1 и внешний R2 радиусы дополнительного кольца и его толщину h (рис.13.4). Вычислите момент инерции по формуле (13.36).
4. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 13.2.
5. Вычислите абсолютную и относительную погрешности измерений.
Замечание: для вычисления относительной погрешности 
можно воспользоваться формулой:
,
при этом рассчитывается по усредненным значениям периода; либо рассчитывается в каждом из пяти опытов, затем усредняется, и погрешность 
рассчитывается как погрешность случайной величины, аналогично формуле (13.32). Можно рассчитать погрешность обоими способами и сравнить результаты.
6. Сделайте выводы.
Таблица 13.2
 ,  , 
 ,  , 
| |||||||||
| № | t | Δti | t1 | Δt1i | T | T1 | 
| ΔIi | 
|
| c | с | c | с | с | с | кг.м2 | кг.м2 | ||
| tср=. | 
| t1ср.= | 
| Tср.= | T1ср.= | Iср.= | Σ(ΔIi)2= | ||
| Δt= | Δt1= | ΔT= | ΔT1= | ΔIср= |
Контрольные вопросы
1. Дайте определение углового перемещения, угловой скорости и ускорения. Как направлены эти вектора?
2. Запишите формулы, связывающие линейные и угловые величины перемещения, скорости, ускорения.
3. Что такое момент силы относительно оси? От чего он зависит? Как направлен вектор момента силы?
4. Что такое момент инерции материальной точки, твердого тела, от чего он зависит?
5. Сформулируйте основной закон динамики вращательного движения.
6. Выведите дифференциальное уравнение крутильных колебаний (13.18).
7. Докажите, что выражение (13.21) является решением дифференциального уравнения (13.18).
8. Какие колебания являются гармоническими?
9. Что такое период колебаний, частота колебаний?
10. Сформулируйте теорему Штейнера и покажите, где в работе она используется.
11. Можно ли пользоваться расчетными формулами в этой работе, если углы отклонения крутильных колебаний будут большими? Почему?
Используемая литература
[5] §2.8, 7.1, 19.1, 19.2; [3]§4.1-4.3, 27.1, 27.2; [1]§36-39, 52, 53; [6]§1.4, 1,31-1.34, 3.3, 3.6; [7] §2,3 4, 16, 17, 18, 19, 140, 141, 142.
Дата добавления: 2015-03-19; просмотров: 607;