V. Таблицы результатов измерений.
Задание 1.
1. Параметры груза:
масса: mгр = __________ кг, Δmгр = _________ кг;
радиус: r = ____________ м, Δr = ___________ м.
Расстояние от оси вращения до оси груза:
ℓ1 = _________ м, Δℓ1 = ____________ м.
2. Число колебаний: n =
3. Измерение времени колебаний:
Таблица 1
| № опыта | Без грузов | С грузами | ||
| 1 | t0, с | Δt0, с | t1, с | Δt1, с |
| 2 | ||||
| 3 | ||||
| Средние значения | ||||
Δtприб = 5·10-3 с.
Расчет: Δtсл =
Задание 2.
1. Параметры исследуемых тел.
Массы тел.
| Исследуемое тело | Масса | |
| m, г | Δm, г | |
| 1 | 846 | |
| 2 | 850 | |
| 3 | 797 | |
Размеры тел.
| Исследуемое тело | Длина | Ширина | Высота | |||
| a, мм | Δa, мм | b, мм | Δb, мм | h, мм | Δh, мм | |
| 1 | 48 | 48 | 48 | |||
| 2 | 40 | 40 | 70 | |||
| 3 | 30 | 50 | 70 | |||
2. Число колебаний: n =
3. Измерение времени колебаний:
Таблица 2.
| № опыта | Изучаемое тело и ось вращения (эскиз) | t, с | Δt, с | J |
| 1 |
| |||
| 2 | ||||
| 3 | ||||
| Средние значения | ||||
Приборная погрешность измерения времени: Δtприб = 5·10-3 с.
Расчет: Δtсл =
VI. Обработка результатов измерений.
Задание 1.
1. По формуле (5) рассчитать периоды колебаний Т0 для пустой рамки и Т1 для рамки с грузами.
|
|
|
2. Рассчитать момент инерции рамки Jр по формуле (6). Определить относительную погрешность момента инерции по формуле:
.
3. Определить абсолютную погрешность ΔJр; записать окончательный результат в виде:
Jр = Jррасч. ± ΔJр.
Задание 2.
1. По формуле (5) рассчитать периоды колебаний Т2 для всех осей исследуемого тела.
2. По формуле (7) рассчитать моменты инерции J для рассматриваемых тел и осей вращения.
3. Определить относительные погрешности моментов инерции, используя формулу:
.
4. Определить абсолютные погрешности; записать окончательный результат в виде:
J = Jрасч. ± ΔJ.
5. Сделать вывод о зависимости момента инерции J тела от оси вращения.
Контрольные вопросы.
1. Законы Ньютона. Физический смысл массы и силы.
2. Сформулируйте закон сохранения энергии механического движения. При каких условиях, для каких систем тел энергия механического движения не меняется со временем?
3. Чему равно изменение механической энергии системы тел в общем случае?
4. Что такое момент инерции? Дать математическое определение, выяснить, от чего он зависит и каков его физический смысл.
5. Теорема Штейнера.
6. Определение момента силы относительно точки и оси.
7. Основной закон динамики вращательного движения.
|
|
|
8. Какие колебания называются гармоническими? крутильными? От чего зависит период упругих крутильных колебаний?
9. Каков физический смысл коэффициента упругости проволоки?
10. Для определения моментов инерции тел требуется определить момент инерции пустой рамки (по периоду ее колебаний). Для чего же проводится измерение периода колебаний нагруженной рамки?
11. Какие превращения энергии происходят во время упругих крутильных колебаний?
№ 1.5 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ МЕТОДОМ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ» (вариант 2)
I .Цель работы: ознакомление с экспериментальным методом определения моментов инерции тел с помощью упругих крутильных колебаний.
II .Описание установки
| Рисунок 12 – Маятник крутильный (общий вид) |
Общий вид крутильного маятника представлен на рисунке 12. Между основанием 1 и верхним держателем 2 находится рабочая часть прибора. Она состоит из рамки 4, в которой закрепляется исследуемое тело 5, и стальной проволоки 3, на которой подвешена рамка. Система измерения числа и времени колебаний включает фотоэлектрический датчик 6 и миллисекундомер 7. При двукратном пересечении оптической оси фотоэлектрического датчика флажком колеблющейся рамки датчик вырабатывает сигнал числа колебаний. Синхронно работающиймиллисекундомер определяет время заданного числа колебаний. |
|
|
Дата добавления: 2019-09-02; просмотров: 234; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!