Задание 1. Определить момент инерции (Io) крестовины без грузов.
1. Освободите стержни крестовины от грузов m и убедитесь, что блок с крестовиной находится в безразличном равновесии в любом из возможных положений, когда нить с грузом m не прикреплена к блоку. Если это не так, то добейтесь состояния безразличного равновесия путем незначительного ввинчивания или вывинчивания стержней крестовины в ось блока.
2. Измерьте время движения груза m1 c высоты H. Измерения сделать 3 раза и усреднить;
3. Рассчитайте экспериментальное значение ускорения груза m1 по формуле
(1)
Запишем второй закон Ньютона для поступательного движения груза m1 и вращательного движения для крестовины без грузов (см. Приложение).
x |
m1g |
H |
T |
m1 |
ε |
R |
m1ax = m1g – T, (2)
Ioe = TR
где e – угловое ускорение вращения крестовины;
Т – сила натяжения нити;
R – радиус намотки нити.
Поскольку нить по блоку не скользит, то : e = а/R, тогда из системы уравнений (2) получим теоретическое значение ускорения груза m1:
(3)
Приравняв теоретическое (3) и экспериментальное (1) выражения для ускорения груза m1, получим следующее равенство:
(4)
4. Из равенства (4) выразите и рассчитайте момент инерции Ioкрестовины без грузов.
Повторите пункты 2) – 4) при различных значениях H и m1. Полученные значения Ioусредните.
5. Рассчитайте погрешность определения момента инерции по формуле:
Погрешности прямым образом измеренных величин принять равными:
∆m = 0,1 г; ∆R = 1 мм; ∆t = 0,005 сек; ∆H = 0,5 мм.
ρ |
m |
m |
m |
m |
m1 |
1. Закрепите грузы m на указанном преподавателем расстоянии (ρ) от оси и опять проверьте, находится ли система в состоянии безразличного равновесия. Если это не так, небольшими смещениями грузов на стержнях крестовины добейтесь, чтобы это состояние имело место.
2. Установите кронштейн с верхним фотодатчиком на минимальное значение Н из рабочего интервала.
3. Закрепите один конец диска нити на диске радиуса R = r1или R = r2 по указанию преподавателя, перекиньте нить с подвешенным на другом её конце грузом (основной груз + указанное преподавателем число добавочных грузов) через неподвижный блок и добейтесь, чтобы нижний край груза m1 совпал с чертой на корпусе верхнего фотодатчика.
4. Измерьте время движения груза m1 c высоты H. Измерения сделать 3 раза и усреднить;
Из равенства теоретического и экспериментального значения ускорения (формула 5) найдите и рассчитайте экспериментальное значение момента инерции (I = ?)крестовины с закреплёнными на ней грузами массой m:
(5)
Повторите пункты 1) – 4) при разных значениях r.Полученные значения I усредните.
5. Посчитайте теоретическое значение момента инерции по формуле (6):
(6)
6. Оцените относительную погрешность измерений по формуле (7):
(7)
Дата добавления: 2015-11-18; просмотров: 2049;