Определение момента инерции маховика. Определение момента инерции маховика по дисциплине Физика

• Название: Определение момента инерции маховика по дисциплине Физика
• Анкор: Определение момента инерции маховика
• Дата: 10.10.2022
• Размер: 27.71 Kb.
• Имя файла: 09626d1.docx
• Тип: Отчет; #726235

Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет

Кафедра прикладной химии и физики


Отчет принят:
Оценка __________

Преподаватель кафедры ПХФ
____________________ ФИО

подпись и дата



ОТЧЕТ
по лабораторной работе №3-2
на тему: Определение момента инерции маховика» по дисциплине: «Физика»

Студент гр. ПГ-08-03 … А.Р.


2009

Цель работы: опытное определение момента инерции маховика, а также иллюстрация практического применения второго закона Ньютона и основного уравнения динамики вращательного движения.

Приборы и принадлежности:

1. 
   маховик со шкивами на подставке и груз с нитью;
   
2. 
   штангенциркуль;
   
3. 
   секундомер;
   
4. 
   линейка.
   

3




4




1


6





5



2








Описание установки:

1 – вал

2 – основание

3 – маховик

4 – два шкива различного диаметра

5 – груз

6 - штырь
Вывод расчетной формулы:

mv²/2 + Iɷ²/2 – mgH = A₁ (1)

v=at, Н=gt²/2, v=2H/t (2)

ɷ=2H/rt (3)

А₁ - работа силы трения;

n₁ – число оборотов маховика;

v – скорость груза перед ударом о пол;

r– радиус шкива;

t– время падения груза падения до пола;

А₁= сn₁ (с – коэффициент пропорциональности);

А₂ = сn₂ (n₂ – число оборотом до полной остановки маховика);

0 - Iɷ²/2= А₂

с = Iɷ²/2n₂, и А₁ = -n_1*Iɷ²/2n₂ (4)

Подставим (4) в (1);

(mv²/2 + Iɷ²/2) – mgH = -n_1* Iɷ²/2n₂;


Заменим v и ɷ по формулам (2) и (3);

I =

Т.к. r = , gt­­²>>2H, n = n₁ + n₂, то:

I = (5)

Полученные измерения заносим в таблицы для шкивов №1 и№2.


Таблица 1

Номер опыта	t1, c	∆t1, c	n11	n21	Примечание
1	11.1	0.03	25	6	Н1 = 0.73 м ∆Н1 = 0.005 м m = 0.600 кг ∆m = 0.0005 кг
2	11.0	0.07	25	6
3	11.1	0.03	25	6
Среднее значение	11.07	0.043	25	6

Таблица 2

Номер опыта	t1, c	∆t1, c	n12	n22	Примечание
1	7.1	0.03	27	4	Н1 = 0.73 м ∆Н1 = 0.005 м m = 0.600 кг ∆m = 0.0005 кг
2	7.0	0.07	27	4
3	7.1	0.03	27	4
Среднее значение	7.07	0.043	27	4

Вычисления:
I₁ = = = 0.038 кг м²
I₂ = = = 0.028 кг м²


Вычисления погрешностей:
∆m = 0.0005 кг; ∆d = 0.0005 v; ∆t = 0.043 c; ∆g = 0.0002 м/с²; ∆H = 0.005 м;

ln I = ln m + 2ln d + ln g + 2 ln t – ln H

dI/I = dm/m + 2dd/d + dg/g + 2dt/t – dH/H

ɛ = ∆I/I = ∆m/m + 2∆d/d + ∆g/g + 2∆t/t + ∆H/H
ɛ₁ = ∆I₁/I₁ = ∆m/m + 2∆d/d₁ + ∆g/g + 2∆t/t₁ + ∆H/H₁ = 0.0005/0.6 + 2 0.0005/0.04 + 0.0002/9.806 + 2 0.043/11.07 + 0.005/0.73 = 0.04047 100% ≈ 4.05%

∆I₁ = ɛ₁ I₁ = 0.04047 0.038 = 0.00154 кг м²;
ɛ₂ = ∆I₂/I₂ = ∆m/m + 2∆d/d₂ + ∆g/g + 2∆t/t₂ + ∆H/H₂ = 0.0005/0.6 + 2 0.0005/0.065 + 0.0002/9.806 + 2 0.043/7.07 + 0.005/0.73 = 0.0349 100% ≈ 3.49%

∆I₂ = ɛ₂ I₂ = 0.0349 0.028 = 0.00097 кг м²;
I₁ = 0.038 ± 0.0154 кг м²

I₂ = 0.028 ± 0.00097 кг м²
Вывод: в результате проведенной работы мы определили момент инерции маховика. Практически применили основной закон динамики вращательного движения.