![]() |
Форма звіту до лабораторної роботи 120.
1. Завдання. 2. Рисунок установки. 3. Робоча формула з розшифруванням величин. 4. Формула для обчислення похибок: 5. Результати вимірювань та обчислень:
5. Кінцевий результат:
6. Висновки. Лабораторна робота 121. ПЕРЕВІРКА ТЕОРЕМИ ГЮЙГЕНСА-ШТЕЙНЕРА ЗА ДОПОМОГОЮ ТРИФІЛЯРНОГО ПІДВІСУ
Завдання: перевірити теорему Гюйгенса-Штейнера. Приладдя: трифілярний підвіс, два циліндри, вага, секундомір. Теоретичний матеріал: момент сили, момент інерції матеріальної точки та твердого тіла, центр мас, теорема Гюйгенса-Штейнера, основний закон динаміки обертального руху, кінетична енергія обертального руху, закон збереження механічної енергії, гармонічні коливання та їхні характеристики, крутильні коливання трифілярного підвісу та їхній період. Література: 1. Р.4. §§. 4.1 - 4.3; Р.10. §.10.5; 2. Р.4. §.§. 4.2, 4.4 – 4.6; Р.8. §. 8.5; 3. §§. 9.1 – 9.8; 4. §. 36 - 40; §. 64; 5. §. 32 §.34.
Опис установки. Момент інерції тіла довільної форми можна виміряти за допомогою трифілярного підвісу (рис.1). Трифілярний підвіс – це кругла плоска платформа 1 у вигляді диска радіусом Виведення робочих формул. Платформа масою
де Кутову швидкість платформи можна визначити, продиференціювавши рівняння, яке описує кутове зміщення платформи під час її крутильних коливань:
Тоді
Повертання платформи на кут
Позначимо через
Отже, висота підняття платформи :
Тоді, щоб визначити
З формул (1),(3) і (4) визначаємо вираз для обчислення моменту інерції не навантаженої платформи трифілярного підвісу
Платформа, навантажена досліджуваним тілом масою
Очевидно , різниця моментів інерції, які обчислюють за формулами (6) та (5), і буде моментом інерції досліджуваного тіла. Виконуючи завдання, треба користуватися низкою інших робочих формул, иведення яких наводимо з міркувань зручності нижче. Порядок виконання роботи 1. Визначте момент інерції не навантаженої платформи 2. Знаючи 3. Покладіть на платформу досліджуване тіло масою
Оскільки момент інерції системи – величина адитивна , то
4. Покладіть на платформу два таких тіла симетрично до осі крутильних коливань на відстані
Позначивши момент інерції одного з тягарців відносно осі крутильних коливань платформи через
5. Порівняйте експериментально отримане значення моменту інерції
6. Вимірювання часу 20 повних коливань Результати запишіть у таблицю. Оцініть точність експерименту. Зробіть відповідні висновки. Контрольні запитання 1. Що називають моментом інерції твердого тіла? 2. Які коливання називають гармонічними? 3. Запишіть вираз для зміщення під час гармонічних коливань. 4. Запишіть формулу для кінетичної енергії обертального руху. 5. Сформулюйте закон збереження механічної енергії. 6. Запишіть закон збереження механічної енергії для трифілярного підвісу, який виконує крутильні коливання. 7. Сформулюйте та доведіть теорему Гюйгненса – Штейнера. 8. Виведіть формулу для періоду коливань трифілярного підвісу. 9. Що називають кутовою швидкістю; кутовим прискоренням? |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|