Порядок выполнения работы. 1. На диске маятника укрепить произвольно выбранное кольцо.

 

1. На диске маятника укрепить произвольно выбранное кольцо.

2. Произвести корректировку установки маятника, обращая внимание на то, чтобы его ось была параллельна основанию прибора.

3. Включить прибор в сеть.

Таблица 1

 

Номер опыта	Время ti, с	(ti - < t >)2, с2	Параметры установки
			Масса диска m д = Диаметр диска D д = Масса кольца m k = Диаметр кольца D k = Масса оси маятника m 0 = Диаметр оси маятника D 0 = Высота опускания h =
t (α, n)	< t >, с	∑(ti - < t >)2

 

4. Нажать клавишу "СЕТЬ". Проверить, все ли индикаторы измерителя высвечивают цифру "нуль", и засветились ли лампочки обоих фотоэлектрических датчиков.

5. Отжать кнопку "ПУСК" электросекундомера.

6. Намотать на ось маятника нить подвеса, обращая внимание на то, чтобы она наматывалась равномерно, виток к витку.

7. Зафиксировать маятник в верхнем положении при помощи электромагнита (клавиша пуск должна быть отжата).

8. Нажать кнопку "СБРОС".

9. Нажать кнопку "ПУСК".

10. Результаты измерений записать в табл. 1.

11. По вертикальной колонке определить длину маятника, равную высоте h, с которой он опускается.

12. Вычислить массу маятника по формуле:

 

,

 

где m ₀, m _д, m _k - массы оси маятника, диска и кольца, указанные на соответствующих элементах.

13. По формуле (6) вычислить момент инерции маятника, подставляя среднее значение времени < t >.

14. Вычислить относительную погрешность

 

.

 

подставляя сюда < t >.

Погрешность измерения времени вычислить по формуле случайной абсолютной ошибки при прямых многократных измерениях для надежности a = 0,95. Ошибкой (g) пренебречь (взять g = 9.81).

15. Вычислить абсолютную погрешность

 

.

Результат записать в виде

 

, кг·м²

 

с надежностью α = … и относительной погрешностью ε = ….

16. Сравнить полученное в опыте значение момента инерции маятника с теоретическим значением J _т, вычисленным по формуле

 

.

Значения отдельных моментов инерции вычислить по формулам

 

,

 

, (7)

 

.

 

Здесь - массы оси маятника, диска и кольца;

- внешние диаметры оси маятника, диска и кольца.

 

Контрольные вопросы

 

1. Что называется моментом инерции материальной точки относительно точки и относительно оси вращения? Какую роль он играет во вращательном движении?

2. Как вычислить момент инерции сплошного тела? От чего зависит момент инерции тела?

2. Что называется моментом силы относительно точки, неподвижной оси? Как определить направление момента силы?

3. Дать определение угловой скорости и углового ускорения. Как определить их направления?

4. Какова связь между линейными и угловыми скоростями и ускорениями?

5. Сформулируйте основной закон динамики вращательного движения.

6. Сформулируйте закон сохранения механической энергии.

7. С каким фундаментальным свойством симметрии времени связан закон сохранения механической энергии.

8. Вывести формулу кинетической энергии вращающегося тела и тела движущегося поступательно.

9. Вывести расчетную формулу (5) и формулы (7).