Определение момента инерции ненагруженного диска

1. Измерить диаметр D нижнего диска, диаметр d верхнего диска и длину L нити. Масса диска указана на установке.

2. Повернуть диск на угол 5 – 6 градусов вокруг оси и измерить секундомером время 20 полных колебаний.

3. Повторить измерения еще 2 раза и результаты записать в таблицу 5.

4. Определить среднее время 20 колебаний и рассчитать средний период колебаний T по формуле , где n – число колебаний.

5. По формуле (10) вычислить момент инерции ненагруженного диска.

6. Рассчитать относительную и абсолютную погрешности измерения момента инерции диска .

7. Внести результаты измерений и расчетов в таблицу 5.

 

Таблица 5. Момент инерции ненагруженного диска

№	, г	D, cм	d, cм	L, м	t, с	T, с	,	,
Сред.	–	–	–			–	–	–	–

 

Определение момента инерции сплошного цилиндра относительно оси, проходящей через центр масс тела

1. Измерить диаметр цилиндра и взвесить его массу на аналитических весах. Записать в таблицу 6 массу цилиндра и системы равную сумме масс цилиндра и диска.

2. Расположить цилиндр на диске так, чтобы его ось симметрии совпала с осью .

3. Повернуть диск на угол 5 – 6 градусов вокруг оси и 3 раза измерить секундомером время 20 полных колебаний.

4. Рассчитать среднее время и определить период колебаний Т нагруженного диска по формуле .

5. По формуле (10) вычислить момент инерции системы.

6. По формуле (11) определить момент инерции сплошного цилиндра, используя значение из предыдущего задания.

7. Рассчитать погрешности измерения момента инерции сплошного цилиндра .

8. Рассчитать момент инерции сплошного цилиндра относительно оси вращения, проходящей через его центр инерции, по формуле

.

9. Сравнить значения момента инерции сплошного цилиндра, полученные экспериментально и теоретически.

10. Внести результаты измерений и расчетов в таблицу 6.

 

Таблица 6. Момент инерции диска с цилиндром

№	, см	, г	, г	t, с	T, с	,	,	,		,
Сред.	–	–	–		–	–	–	–	–	–

 

Проверка теоремы Штейнера

1. Записать в таблицу массу системы равную сумме масс двух цилиндров и диска.

2. Расположить строго симметрично относительно оси диска два цилиндра.

3. Измерить расстояние между центром цилиндра и осью .

4. Повернув диск с цилиндрами на 5 – 6 градусов относительно 3 раза измерить время 20 полных колебаний. По среднему времени вычислить период колебаний нагруженного диска.

5. По формуле (10) рассчитать момент инерции системы.

6. Определить момент инерции одного цилиндра по формуле

,

где момент инерции диска взять из первого задания.

7. Рассчитать погрешности измерения.

8. Теоретическое значение момента инерции цилиндра, расположенного на расстоянии s от оси вращения, определить по формуле

,

где диаметр и массу цилиндра взять из предыдущего задания.

9. Результаты измерений внести в таблицу 7.

10. Сравнить экспериментальное значение момента инерции сплошного цилиндра, расположенного на расстоянии s от оси вращения, с теоретически рассчитанным значением.

 

Таблица 7. Момент инерции диска с двумя цилиндрами

№	, г	s, мм	t, с	T, с	,	,	,		,
Сред.	–	–		–	–	–	–	–	–