ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Опис установки та методу вимірювання

Трифілярний підвіс складається з диска радіусом Rпл, підвішеного на трьох симетрично розміщених нитках АА', ВВ', СС' довжиною l. Вгорі ці нитки прикріплені до диска меншого радіуса r (рис.131.1). При повороті нижнього диска на невеликий кут α навколо вертикальної осі, перпендикулярної до площини диска, всі три нитки встановлюються похило, і центр ваги системи трохи піднімається по осі обертання. Нижній диск починає виконувати крутильні коливання, період яких залежить від моменту інерції системи.

Встановлено, що ця залежність виражається формулою

,

звідки одержимо розрахункову формулу для обчислення моменту інерції платформи разом з досліджуваним тілом:

,

де R, r відстані від центра відповідно нижньої та верхньої платформи до точки прикріплення ниток; h0 відстань між центрами платформ; m маса платформи з тілом.

Порядок виконання роботи

Визначення моменту інерції платформи

1. Виміряти m, R, r, h, Rпл.

2. Визначити період крутильних коливань платформи. Для цього необхідно повернути нижній диск на невеликий кут і за допомогою секундоміра виміряти t час n коливань; тоді Т = t/n.

3. За формулою обчислити момент інерції ненавантаженої платформи. Результати вимірювань і обчислень записати в табл. 131.1.

4. Виміряти радіус платформи і за формулою обчислити теоретичне значення моменту інерції платформи у формі диска.

Таблиця 131.1

m = _____ кг; R = ____ м; r = ____ м; h = ____ м; Rпл. = ____ м.

№ досліду n t, s T, s ΔT, s Jпл, кг∙м2 Δ Jпл, кг∙м2 ε, %
             
         
         
Сер.          

 

5. Обчислити відносну й абсолютну похибки вимірювань:

;

;

Визначення моменту інерції тіл

1. Визначити на терезах масу тіл (mт) і розмістити їх на платформі.

2. Визначити період коливань платформи з тілами. Результати вимірювань занести в табл. 2.

3. За формулою визначити момент інерції платформи з тілами.

Таблиця 131.2

mт = ____ кг; R = _____ м; r = _____ м; h = _____ м; Rпл. = _____ м.

№ досліду n t, s T, s ΔT, s Jпл+т, кг∙м2 JТ, кг∙м2 Δ JТ, кг∙м2 ε, %
             
           
           
Сер.            

4. Оскільки момент інерції адитивна величина, то момент інерції платформи з тілами J(пл+т) дорівнює сумі моменту інерції платформи Jпл. та моменту інерції тіл Jт, тобто J(пл.+ т) = Jпл.+Jт і тоді Jт =J(пл.+ т) Jпл.

Кінцеві результати записати у вигляді

Jпл. = _______________; J(пл.+ т) = _________________;

Jпл. теор. = ___________; Jт = ______________________.

5. Зробити висновок.

Контрольні питання

наведені в лабораторній роботі № 1.

 

 

Лабораторна робота № 4

ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ ТІЛА

ЗА ДОПОМОГОЮ МАЯТНИКА МАКСВЕЛЛА

Мета роботи: експериментально визначити момент інерції тіла.

Прилади та обладнання: маятник Максвелла, металеві кільця.

Теоретичні відомості

наведені в лабораторній роботі № 1.

Опис установки та методу вимірювання

Маятник лабораторного приладу це ролик, закріплений на осі і підвішений за біфілярним способом. На ролик накладають змінні кільця, змінюючи таким чином момент інерції системи. У верхньому положенні маятник утримується електромагнітом. Час падіння маятника фіксується за допомогою фотоелектричних датчиків.

1 ролик;

2 накладне кільце;

3 електромагніт;

4 фотоелектричний датчик.

Для руху, який здійснюється маятником Максвелла, закон збереження механічної енергії записується у вигляді

Можна показати, що момент інерції маятника

(1)

де m маса маятника;

m = mо + mp + mк; (2)

mо, mp, mк маси відповідно осі маятника, ролика та накладного кільця;

d зовнішній діаметр осі маятника разом із ниткою підвісу;

t час падіння маятника;

h довжина маятника, яка дорівнює висоті підйому;

d = dо + 2dn ; (3)

dо and dn – діаметри осі маятника і нитки підвісу.

Порядок виконання роботи

1. Записати значення діаметрів (осі маятника dо; ролика dр; накладного кільця dк; нитки підвісу dn) та маси осі, ролика, кілець (значення мас окремих елементів нанесені на них).

2. Ввімкнути прилад в мережу, натиснути клавішу "СЕТЬ". Перевірити, чи всі індикатори висвічують цифру "0" та чи світяться лампочки фотоелектричних датчиків.

3. На ролик маятника надіти кільце, притискаючи його до упору.

4. На вісь маятника намотати нитки підвісу та зафіксувати маятник за допомогою електромагніту.

5. Натиснути клавішу "ПУСК".

6. Виміряне значення часу падіння t записати в таблицю.

7. Натиснути клавішу "СБРОС" та повторити дослід 5 разів.

8. Визначити середнє значення часу падіння за формулою

,

де n – кількість вимірів; ti – час падіння при іму вимірі.

 

Таблиця 4.1

dо = ________м; dр = _________м; dк = ________м; dn = _________м.

№ досліду t, с m, кг h, м Jк, кг∙м2 Jк(т), кг∙м2 ε, %
1-е кільце
           
 
 
 
 
Сер.  
2-е кільце
           
 
 
 
 
Сер.  
3-е кільце
           
 
 
 
 
Сер.  

9. За шкалою на вертикальній колонці приладу визначити довжину маятника h.

10. За формулою (3) визначити діаметр осі маятника разом із ниткою.

11. За формулою (2) визначити масу маятника разом із кільцем.

12. За формулою (1) визначити момент інерції маятника J.

13. Визначити момент інерції кільця: Jк = J J', де J' сума моментів інерції осі та ролика, J' = 6∙10-5 кг∙м2.

14. Провести дослід ще для двох кілець і записати одержані результати в таблицю.

15. Знайти теоретичне значення моментів інерції кілець за формулою

.

16. Обчислити відносну похибку визначення моментів інерції кілець:

100% .

Контрольні питання

наведені в лабораторній роботі № 1.

Лабораторна робота № 132

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти