Порядок выполнения работы. Приборы: штатив, две ножки которого снабжены винтами, позволяющими установить прибор по имеющемуся на нём уровню так
Приборы: штатив, две ножки которого снабжены винтами, позволяющими установить прибор по имеющемуся на нём уровню так, чтобы ось колебаний физического маятника была бы горизонтальной; вблизи одного конца однородного стержня укреплена трёхгранная призма, нижнее ребро которой опирается на опору и служит осью маятника; на стержень подвешивается образец в виде массивного диска.
А). Тело правильной формы (стальной стержень)
1. Измерить время 10 малых колебаний стержня (угол отклонения j не должен превышать 5 – 7 градусов); поделив это время на 10, найти период колебаний. Повторить эту процедуру 5 – 7 раз, найдя среднее значение периода.
2. Измерить геометрические размеры стержня и определить его массу как массу стального цилиндра.
3. Снять маятник со штатива и найти его центр масс (установив маятник горизонтально на острой грани специальной опоры и найдя положение равновесия). Измерив a –расстояние от центра масс до оси вращения, по формуле (13) получить ответ, т.е. момент инерции маятника 
.
4. Используя взятую из справочника формулу момента инерции однородного стержня относительно перпендикулярной оси, проходящей через центр масс
,
(здесь m – масса стержня, b – егодлина), а также теорему Штейнера (4), оценить расчетное значение момента инерции относительно оси Z(оси О на рис.3):
.
Сравнить расчетное значение момента инерции стержня с экспериментальным.
 |
Б).Тело неправильной формы (стержень с надетым
массивным диском)
1. Закрепить диск как можно ближе к свободному концу стержня; найти средний период малых колебаний маятника, в точности повторив методику предыдущего опыта (п.1)
2. Снять маятник со штатива и найти его центр масс (используя методику предыдущего опыта, п.3), измерить новое значение a. По формуле (13) получить ответ.
3. Сравнить этот результат с расчётным, используя аддитивность величины Iz : момент инерции тела относительно произвольной оси равен сумме моментов инерции (относительно той же оси) составных частей тела. Диск в данной задаче с хорошей степенью точности можно считать материальной точкой, т.к. необходимый размер – его толщина, в 15 – 20 раз меньше расстояния от центра масс диска до оси вращения. Поэтому момент инерции диска можно принять в соответствии с (2) как 
, где h – расстояние от оси колебаний маятника до центра диска. В итоге расчетное значение момента инерции тела неправильной формы
.
Здесь а – прежнее значение, найденное в опыте А.
4). Оценить ошибки измерений по формуле
,
где Da и DT – абсолютные ошибки прямых измерений a и T .
5). Записать и обсудить окончательные результаты.
Дата добавления: 2016-03-15; просмотров: 482;