V. Таблицырезультатов измерений.
Масса сменных колец: (___________ ± _______) кг
(___________ ± _______) кг
(___________ ± _______) кг
Диаметр колец (___________ ± _______) мм
Диаметр оси маятника (___________ ± _______) м
Масса оси маятника (___________ ± _______) кг
Диаметр диска маятника (___________ ± _______) м
Масса диска маятника (___________ ± _______) кг
Измерение высоты:
x0 = ____________мм; x1= ______________мм; Δx0 = Δx1 = 2 мм.
h1= x1–x0 = ____________; Δh1= Δx1 + Δx0 = ____
h1 = h1расч. ± Δh.
Таблица 1.
| масса колец | m1 = | m2 = | m3 = | |||
| № опыта | x2, мм | Δx2, мм | x2, мм | Δx2, мм | x2, мм | Δx2, мм |
| средние значения | ||||||
| высота подъема | ||||||
(Δx2)приб = 2 мм.
Расчет (для каждого кольца): Δxсл = __________;
Δh2 = Δx1 + Δx2= ______________.
Измерение времени опускания маятника.
Таблица 2.
| масса колец | m1 = | m2 = | m3 = | |||
| № опыта | t, мс | Δt, мс | t, мс | Δt, мс | t, мс | Δt, мс |
| средние значения | ||||||
Δtприб = 5·10-4 с.
|
|
|
Расчет (для каждого кольца): Δtсл = ______________
VI. Обработка результатов измерений.
1. Используя формулу (5) и известные значения диаметров, определить диаметр D оси с намотанной нитью и погрешность:
.
2. Вычислить массу m маятника в сборе по формуле (7).
3. Определить погрешность:
.
4. По формуле (8) определить момент инерции J маятника (без учета силы трения).
5. Рассчитать относительную погрешность момента инерции по формуле:
.
Принять Δg = 0,01 м/с2.
6. Рассчитать абсолютную погрешность момента инерции ΔJ; записать результат в виде J = Jрасч. ± ΔJ.
7. Используя формулу (6), определить момент инерции маятника Jтр с учетом силы трения.
8. Определить погрешность, обусловленную трением, по формуле:
.
9. Сравнить результаты расчетов п.п. 4 и 6. Сделать вывод.
10. Определить силу трения Fтр по формуле (2). Определить погрешность силы трения по формуле:
.
11. Провести расчеты по п.п. 2-8 для всех колец.
12. Рассчитать по формулам (9)-(12) теоретическое значение момента инерции для одного из колец.
13. Определить процент отклонения найденного из опыта значения момента инерции Jоп по формуле (6) от теоретического:
.
Контрольные вопросы.
|
|
|
1. Законы Ньютона. Физический смысл массы и силы.
2. Какие силы называются консервативными?
3. Сформулируйте закон сохранения энергии механического движения. При каких условиях, для каких систем тел этот закон выполняется?
4. Чему равно изменение механической энергии системы тел в общем случае?
5. Что такое момент инерции? Дать математическое определение, выяснить, от чего он зависит и каков его физический смысл.
6. Основной закон динамики вращательного движения.
7. Запишите закон сохранения энергии применительно к движению маятника:
8. а) без учета сил сопротивления;
9. б) с учетом сил сопротивления.
10. Объясните вывод формулы (2).
№ 1.5а « ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ТВЕДЫХ ТЕЛ
МЕТОДОМ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ» (вариант 1)
I. Цель работы : ознакомление с экспериментальным методом определения моментов инерции тел с помощью упругих крутильных колебаний.
II. Описание установки
Рисунок 11 – Общий вид установки ФМ-15.
Работа выполняется на установке ФМ-15, общий вид которой представлен на рисунке 11. Основным элементом установки является крутильный маятник, представляющий собой металлическую рамку 4, подвешенную на стальной нити 2. Нить подвеса закреплена вертикально в натянутом состоянии на стойке 3 с основанием 1. Рамка может совершать крутильные колебания вокруг вертикальной оси, проходящей через ее ось симметрии. На ней имеются места для крепления двух дополнительных грузов 6 симметрично относительно оси. К ней же крепятся исследуемое тело 5 и флажок для контроля колебаний. К стойке 3 на кронштейне крепится фотодатчик 7. Регистрация времени и числа колебаний осуществляется блоком электронным ФМ-1/1 (на рис. 11 не показан).
|
|
|
Дата добавления: 2019-09-02; просмотров: 171; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!