лабораторная работа по физике. Лаба №5_7. Определение момента инерции с помощью маятника Обербека
 Скачать 264 Kb.
|
 Министерство образования и науки Российской Федерации Санкт-Петербургский Государственный Горный Университет  Отчёт по лабораторной работе № 5По дисциплине: ФИЗИКАТема: Определение момента инерции с помощью маятника ОбербекаВыполнила: студентка АПМ-11-2 ___________ / Арсеньева А. С./ (подпись) (Ф.И.О.) ОЦЕНКА: _____________ Дата: _______________ ПРОВЕРИЛ: /Чернобай В. И./(подпись) (Ф.И.О.) Санкт-Петербург 2011 1. Цель работы - исследовать зависимость момента инерции крестовины с грузами от распределения массы относительно оси вращения, проходящей через центр масс. 2. Краткое теоретическое содержание: 2.1 Явления, лежащие в основе работы Вращательное движение твердого тела. При вращении твердого тела все его точки движутся по окружностям, центры которых лежат на одной прямой, называемой осью вращения. 2.2 Определения Момент инерции тела – скалярная физическая величина, мера инертности тела во вращательном движении вокруг оси. Моментом инерции материальной точки относительно некоторой оси называется величина J, равная произведению массы  материальной точки на квадрат её расстояния  от оси. , где m-масса материальной точки, r-расстояние от материальной точки до оси.Моментом инерции твердого тела называется величина J, равная произведению массы тела на радиус  относительно оси, проходящей через центры оснований.  Моментом инерции системы материальной точки относительно оси называется величина J, равная сумме произведений масс  всех материальных точек, образующих механическую систему, на квадраты их расстояний  от данной оси.  Маятники - это твердые тела, небольших размеров подвешенные на нерастяжимой нити, масса которых пренебрежимо мала по сравнению с массами тел. 2.3 Законы и соотношения -основное уравнение динамики вращательного движение твердого тела: Изменение момента количества движения твердого тела, равно импульсу момента всех внешних сил, действующих на это тело.   [M]=н.м  ,  -Второй Закон Ньютона: В инерциальной системе отсчета ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.  ;  2.4 Пояснения  — суммарный момент внешних сил; — момент инерции тела относительно той же оси; — угловое ускорениеP—импульс F—сила натяжения [P]=н.с [F]=н a — ускорение тела(м/с^2), m — масса тела(кг). 3. Основные расчётные формулы:  , где  – радиус шкива, m- масса груза, h – путь, пройденный грузом  , где  – момент инерции крестовины без грузов, r2 = х, 4m' = b где  число опытов, Ji - экспериментальное значение момента инерции Jэ, полученное для каждого опыта Среднее квадратичное отклонение  .4. Теоретически ожидаемые результаты 5. Формулы погрешности косвенных измерений:  2.   6. Таблицы Таблица 1 (Расчет момента инерции тела)
Таблица 2 (Обработка результатов эксперимента)
7. Пример вычислений: 7.1 Исходные данные Дано: g=9,8 м/с^2 h=0,45 cм m=97 г r=43,975 мм 7.2 Погрешности прямых измерений t = 0,001 c h=0,5 мм r0=0,05 мм m=1 г 7.3 Физическая величина  m– масса груза, кг; r0 – радиус шкива, м; g – ускорение свободного падения; t – время движения груза; h – путь, пройденный грузом   7.4 Погрешность косвенных измерений       8. Графический материал Построим график функции в координатах J - r2  График зависимости момента инерции от квадрата расстояний  9. Результат:  =  10.Вывод: В результате исследования вращательного движения на маятнике Обербека, была получена прямопропорциональная зависимость. Чем больше радиус шкива, тем больше момент инерции системы (зависимость момента инерции от квадрата радиуса). После произведения расчётов над полученными результатами был определён момент инерции Анализ погрешностей показывает, что были применены правильные законы и приборы точные. |
, c
, c
