Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Работа 1. 5а определение момента инерции кольца методом крутильных колебаний
Цель paботы: определение момента инерции кольца методом крутильных колебаний.
Описание установки В состав экспериментальной установки, изображенной на рисунке 1.12, входят диск с кольцом, подвешенные к концу упругой проволоки, верхний конец которой жёстко закреплён. В первой части работы измеряется период крутильных колебаний одного диска (без кольца). При повороте диска на небольшой угол, в проволоке возникает вращающий момент, стремящийся вернуть систему проволока–диск в первоначальное состояние. При этом проволока и диск начнут совершать крутильные колебания, период которых будет определяться по формуле (1.55), где J – момент инерции диска относительно вертикальной оси, проходящей через его центр масс, k – коэффициент жесткости при кручении, зависящий от упругих свойств материала и геометрических параметров проволоки.
Рисунок 1.12 – Внешний вид лабораторной установки
Если на диск положить толстое кольцо с моментом инерции J к, то период колебаний системы относительно той же оси вращения будет равен:
, (1.56) где J к – момент инерции кольца. Возведя равенства (1.55) и (1.56) в квадрат и поделив первое на второе, получим рабочую формулу для определения момента инерции кольца:
(1.57)
Момент инерции диска J определяется по формуле:
, (1.58) где m – масса диска (3,55 кг); R – радиус диска (0,141 м).
Методика определения момента инерции кольца 1. Повернуть диск на небольшой угол (8° – 10°), стараясь не нарушить горизонтального и вертикального положения диска, и отпустить его. Диск начнёт совершать крутильные колебания. Пропустить 3 – 5 колебаний и, когда диск будет находиться в одном из крайних положений, включить секундомер, отсчитать заданное преподавателем количество полных колебаний диска (n), выключить секундомер и записать время колебаний (t). 2. Повторить эксперимент не менее трёх раз. 3. Вычислить период колебаний диска по формуле:
(1.59)
4. Снять с кронштейна кольцо и установить его на диск так, чтобы оси кольца и диска совпали. Произвести измерение (t 1) времени для заданного преподавателем (n 1) количества колебаний. По формуле (1.59) вычислить период колебаний T 1 диска с кольцом.
5. Экспериментальные данные занести в таблицу 1.7 Таблица 1.7 – Результаты измерений и вычислений
6. По формулам (1.58) и (1.57) определить моменты инерции диска и кольца соответственно. Значения массы и радиуса диска указаны на установке. 7. Определить теоретическое значение момента инерции кольца по формуле: J к.теор = ½ m к (R 1 2 + R 2 2), (1.60)
где m к – масса кольца (4,55 кг); R 1 = 0,11 м. и R 2 = 0,135 м. – внешний и внутренний радиусы кольца. 8. Зная теоретическое и экспериментальное значения моментов инерции кольца, определить относительную погрешность по формуле: (1.61)
9. Вычислить относительную погрешность экспериментального значения по формуле:
(1.62)
10.Сравнить результаты погрешностей, полученные по формулам (1.61) и (1.62). Dm=0,005 кг, DR=0,0005 м. 11. Вычислить абсолютную погрешность по формуле:
Δ J к = J к ср · δ J к эксп. 12. Записать окончательный результат в виде:
J к.эксп. =(J к эксп.ср ± ΔJк) кг × м2, при δJ к = …%
Контрольные вопросы 1. Что называется моментом инерции материальной точки? 2. Что называется моментом инерции твердого тела? 3. В каких единицах измеряется момент инерции? 4. От чего зависит момент инерции тела? 5. Напишите выражения момента инерции некоторых однородных тел правильной геометрической формы относительно оси симметрии (шара, диска, кольца, стержня и т.д.). 6. Сформулировать основное уравнение динамики для твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. 7. Что называется периодом колебаний? 8. Как период колебаний связан с частотой колебаний? 9. В чем заключается сходство и в чем состоит существенное различие между массой тела и его моментом инерции? 10. Зависит ли момент инерции от геометрической формы тела?
11. Что называется моментом силы (вращающим моментом), в каких единицах он измеряется? 12. Что называется плечом силы?
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-12; просмотров: 383; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.225.56.194 (0.014 с.) |