МАЯТНИКА МАКСВЕЛЛА. Цель работы: познакомиться с закономерностями плоского движения тел, определить момент инерции диска маятника Максвелла
Студенты
Группа
Преподаватель
Дата
Челябинск Цель работы: познакомиться с закономерностями плоского движения тел, определить момент инерции диска маятника Максвелла. Оборудование: маятник Максвелла, секундомер.
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Плоским движением твердого тела называется такое движение, при котором …
Плоское движение можно представить двумя способами. Либо как сумму поступательного движения со скоростью центра масс и вращательного движения относительно оси, проходящей через центр масс. Формулу кинетической энергии можно записать в виде:
Либо как вращательное движение относительно мгновенной оси. Формулу кинетической энергии можно записать в виде:
Сопоставив формулы кинетической энергии, получим уравнение теоремы Штейнера:
Подставив в это уравнение угловую скорость вращения………….., и скорость поступательного движения………………. получим формулу для расчета момента инерции относительно оси симметрии:
Момент инерции относительно оси симметрии маятника можно рассчитать теоретически как сумму моментов инерции стержня, диска и кольца по формуле:
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
Пример расчета момента инерции:
Расчет среднего значения момента инерции маятника:
< J 0> =
Оценка случайной погрешности измерения момента инерции:
Результат измерения момента инерции: J 0 =……±………, кг∙ м2 Р =0, 90.
Расчет теоретического значения момента инерции маятника
Выводы.
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
|
Рассмотрим плоское движение на примере маятника Максвелла. Маятник представляет собой диск, с кольцом, на оси которого закреплен круглый стержень радиуса r. На концах стержня намотаны две нити, на которых маятник подвешен. Если маятник отпустить, то он падает, одновременно вращаясь. Закон сохранения энергии имеет вид:
=
=
=
