Порядок выполнения работы. 1. Поворотом нижнего диска привести систему в колебательное движение

 

1. Поворотом нижнего диска привести систему в колебательное движение. Следите за тем, чтобы центр масс диска не смещался в сторону, т.е. перемещался вертикально. Амплитуда колебаний не должна превышать 4 - 6⁰.

2. Секундомером измерить время t _д для 20 полных колебаний (n) и вычислить период колебаний T = t _д/ n. Измерение повторить 5 раз. Результаты записать в табл. 1. Вычислить среднее значение периода < T >.

 

 

Таблица 1

 

Номер опыта	Число ni колебаний	Время t д, с	Время t c, с	Период T д, с	Период T c, с	Параметры установки
						R = r = l = m д = m T =

 

3. По формуле (5) определить момент инерции диска J _д, подставляя среднее значение периода. Измерить (l, R, r). Значение m указано на установке. R и r равны радиусам дисков, если нить подвеса проходит через край диска. В противном случае за R и r надо брать расстояние от центров дисков до точки подвеса.

4. Сравнить момент инерции диска J _д = mR ²/2, вычисленный по теоретической формуле, с экспериментальным результатом, полученным по формуле (5).

5. Поместить тело, момент инерции которого будем определять, на диск так, чтобы его центр массы находился на оси, вокруг которой совершаются крутильные колебания.

6. Провести измерения согласно пп. 1-3 и вычислить J _c по формуле (6).

7. Определить момент инерции тела по формуле (7).

8. Вычислить относительную погрешность измерения момента инерции диска

 

 

Подумайте, погрешностью каких величин можно пренебречь в приведенной формуле?

9. Найти абсолютную погрешность

 

 

Результат записать в виде

J =... ±....

Контрольные вопросы

1. Что называется моментом инерции материальной точки относительно точки (полюса) и относительно оси вращения? От чего зависит момент инерции тела? Какую роль он играет во вращательном движении?

2. Вывести формулу момента инерции диска относительно оси перпендикулярной к диску и проходящей через центр инерции.

3. Что представляют собой крутильные колебания?

4. Какие колебания называют гармоническими? Что такое амплитуда, фаза, период, частота? Напишите кинематическое уравнение гармонических колебаний.

5. Что называется угловой скоростью? Как найти мгновенную угловую скорость при гармонических крутильных колебаниях?

6. Вывести формулу кинетической энергии вращающегося тела.

7. Вывести расчетную формулу (5).