ФИЗИЧЕСКОГО МАЯТНИКА. Цель работы: определить момент инерции физического маятника в виде стержня с грузами по периоду собственных колебаний

Студенты

 

Группа

 

Преподаватель

 

Дата

 

Челябинск

Цель работы: определить момент инерции физического маятника в виде стержня с грузами по периоду собственных колебаний.

Оборудование: маятник, секундомер.

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Момент инерции твердого тела – это……

 

 

Момент инерции, по определению, равен:

 

В работе предлагается метод определения момента инерции исследуемого тела по периоду собственных колебаний тела как физического маятника. Физический маятник – это тело, ………

 

 

Для вывода формулы периода колебаний применим основной закон динамики вращательного движения …. Момент силы тяжести определим по формуле ……….. Тогда закон динамики примет вид:

 

 

Решением этого дифференциального уравнения может быть уравнение гармонических колебаний ………………. Период этих колебаний определяется по формуле:

 

Отсюда момент инерции маятника относительно оси вращения С может быть определен экспериментально по формуле:

 

 

Расстояние от точки подвеса до центра тяжести маятника а, можно определить экспериментально, положив маятник горизонтально на опорную призму, расположенную под центром тяжести. Либо рассчитать теоретически по формуле:

 

Маятник представляет собой стержень с надетыми на него двумя дисками. Теоретически момент инерции маятника можно определить как сумму моментов инерции стержня и дисков (как материальных точек) по формуле:

 

 

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

 

а, м	Т 1, с	Т 2, с	Т 3, с	< T >, с	< Jэксп>, кг∙ м2	Jтеор, кг∙ м2

 

Масса 1го диска m 1, кг
Масса 2го диска m 2, кг
Масса стержня m 0, кг
Расстояние l 1, см
Расстояние l 2, см
Длина стержня l 0, см
Расстояние до оси b, см

Расчет среднего значения периода колебаний:

 

< Т > =

 

 

Расчет расстояния от оси до центра тяжести маятника:

 

=

 

 

Или положить маятник на опору и измерить расстояние: а =

 

 

Расчет экспериментального значения момента инерции маятника:

=

 

Расчет теоретического значения момента инерции маятника:

 

=

 

 

Результат измерения момента инерции маятника J_эксп = ……….±.

Выводы.

 

 

 

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ