Физика лаба 5. Лабораторная работа №5. Лабораторная работа 5 Соотношение величин при вращательном движении. Вычисление момента инерции блока с цилиндрами

• Название: Лабораторная работа 5 Соотношение величин при вращательном движении. Вычисление момента инерции блока с цилиндрами
• Анкор: Физика лаба 5
• Дата: 01.05.2022
• Размер: 21.77 Kb.
• Имя файла: Лабораторная работа №5.docx
• Тип: Лабораторная работа; #507021

Лабораторная работа №5

Соотношение величин при вращательном движении. Вычисление момента инерции блока с цилиндрами.

Цель работы: Определить теоретическое и экспериментальное значение момента инерции блока с цилиндрами.

Порядок выполнения работы.

1. 
   Зайти на сайт www.all-fizika.com. Виртуальные лабораторные работы. Выбрать третью лабораторную работу «Соотношение величин при вращательном движении». Ознакомится с установкой. Далее зайти «Управление опытом». Выбрать положение цилиндров «четыре по краям».
   
2. 
   Изменяя 5 раз массу груза m в пределах от 50 до 150 г.
   

Измерить время падения груза (время регистрируется на табло в сек) определить ускорение системы по формуле в м/с²

a=2S/t² (1)

Расстояние S=100 см=1м

3. 
   Исходя из основного закона динамики вращательного движения, значение ускорения вычисляется по формуле
   

а= m/(m+Ј/R²) (2)

где m – масса груза в кг, Ј – момент инерции блока с цилиндрами, R- радиус блока, на который намотана нить R=0,1 м. Отсюда экспериментальное значение момента инерции блока с цилиндрами равен

Ј = (R²*m*(g – a))/a (3)

В расчетах g=9,8 м/с².

4. 
   На основе формулы (3) рассчитать 5 раз экспериментальное значение момента инерции и его среднее значение. Результаты занести в таблицу
   

m,кг	R, м	t,с	S,м	а,м/с2	Ј,кг*м2	ΔЈ	ΔЈ 2
0,05	0,1	5,186	1	0,07436	0,0654	0,0005	0,00000025‬
0,07	0,1	4,36	1	0,1052	0,0645	-0,0004‬	0,00000016‬
0,09	0,1	3,87	1	0,1335	0,0652	0,0003	0,00000009
0,1	0,1	3,66	1	0,149	0,0648	-0,0001	0,00000001‬
0,14	0,1	3,1	1	0,208	0,0646	-0,0003	0,00000009

Јсреднее эксп = 0,0649 кг*м²

5. 
   Рассчитать погрешность измерения момента инерции по формуле
   

ΔЈ = 2,6*(( ΔЈ1²+ ΔЈ2²+…….)/20)^1/2 (4)

6. 
   Рассчитать теоретическое значение момента инерции блока с четырьмя цилиндрами
   

Јтеор= 4*m1*l² (5)

Где m1 – масса цилиндра = 0,1 кг, l - расстояние цилиндров от оси вращения= 0.4 м.

7. 
   В конце записать Ј среднее эксп = 0,0649 +- 0,00045 кг*м²
   

Јтеор = 0,064 кг*м²

8. 
   Далее выбрать - положение цилиндров «четыре ближе к центру».
   

Повторить опыт с разными массами. Результаты занести в таблицу

m,кг	R, м	t,с	S,м	а,м/с2	Ј,кг*м2
0,05	0,1	2,69	1	0,2764	0,01723
0,07	0,1	2,29	1	0,3814	0,01729
0,09	0,1	2,04	1	0,3986	0,02122
0,1	0,1	1,92	1	0,5425	0,01706
0,14	0,1	1,66	1	0,7258	0,01750

9. 
   По формуле (5) вычислить теоретическое значение момента инерции, взяв в качестве m=0,1 кг, а l=0,2 м
   
10. 
    Записать результат - Ј среднее эксп= 0,01806‬ +- 0,00045 кг*м²
    

Јтеор = 0,016 кг*м²

Погрешность измерений взять ту же, что в первом опыте.

Сделать вывод как момент инерции цилиндров зависит от их расстояния от оси вращения.

Вывод: Чем больше расстояние цилиндров от оси вращения, тем больше момент инерции цилиндров; следовательно, чем меньше расстояние цилиндров от оси вращения, тем меньше момент инерции цилиндров.