Порядок выполнения работы. 1. Внесите в таблицу данные о массе груза 6 и ускорении свободного падения для широты г

 

1. Внесите в таблицу данные о массе груза 6 и ускорении свободного падения для широты г. Перми (написаны на приборе).

2.Установите грузы 1 на концы спиц, причем так, чтобы маятник находился в безразличном равновесии.

3. Наматывая нить на шкив, установите груз 6 так, чтобы основание груза совпало с указателем 5 (см. рис.3.4). Следите за тем, чтобы витки нити на шкив наматывались в один слой, а нить намоталась бы с внешней стороны маятника. В этом положении маятник придерживайте рукой за одну из спиц.

4. Измерьте время t₁ опускания груза 6 с установленной высоты до пола. Для чего отпустите маятник без толчка, включив одновременно секундомер. Опыт повторите не менее 7 раз. Результаты занесите в табл.3.1.

5. Передвиньте грузы 1 примерно на середину спиц и установите их так, чтобы маятник находился в безразличном равновесии. По п. 4 измерьте время t₂ движения груза в этом случае. Результаты запишите в табл. 3.1.

 

Таблица 3.1

 

Номер опыта	t1, с	t2, с	t1i - < t1>, с	(t1i - < t1>)2, с2	Другие данные
. . .					g = d = h = a = Δ t = D tпр =
			S (t1i - < t1>)2

 

 

6. Измерьте диаметр шкива d и высоту падения груза h, оцените ошибки D d и D h в измерении этих величин. Данные занесите в табл. 3.1.

7. Вычислите < > и < > и по формуле

 

< I > =

 

вычислите среднее значение моментов инерции и (для того и другого расположения грузов 1).

8. Определите относительную погрешность в вычислении момента инерции (только для или только для , так как погрешности будут приблизительно одинаковыми).

Для чего:

а) задайтесь надежностью a (от 0, 90 до 0, 97), выберите коэффициенты Стьюдента , оцените D t_пр для секундомера;

б) вычислите абсолютную погрешность в измерении времени:

 

;

 

в) вычислите относительную погрешность в определении I (например, для I ):

;

 

9. Вычислите абсолютную погрешность для обоих моментов инерции:

, ,

 

результаты запишите в виде

 

, при %,

. a =....

10. Сравнивая I и I , сделайте вывод (касающийся связи величины момента инерции и расположения грузов 1).

11. Измерьте l и l₁ (лучше 2 l₁) (см. рис.3.5) и по формуле (3.20) вычислите момент инерции как аддитивную величину I₁^ад (m_пc, m_гр и (I_в + I_ш) должны быть даны). Значения всех этих величин внесите в тетрадь.

12. Найдите расхождение в процентах между значениями I₁ и I₁^ад, полученными из опыта и вычисленными по формуле (3.21).

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Что называется моментом инерции материальной точки относительно оси, моментом инерции твердого тела относительно оси? В каких единицах измеряется момент инерции?

2. В чем состоит теорема Штейнера? Приведите пример ее использования.

3. Что называется моментом силы относительно оси? В каких единицах он измеряется?

4. Что такое плечо силы?

5. Что называется моментом импульса материальной точки относительно оси вращения, моментом импульса твердого тела относительно оси вращения? В каких единицах измеряется момент импульса?

6. Как связаны между собой момент импульса и момент инерции тела, вычисленные относительно оси вращения?

7. Маятник Обербека: устройство и теория метода определения его инерции.

8. Порядок выполнения работы. Выводы.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4