В. Определение момента инерции физического маятника
Из формулы (10) находим момент инерции 
физического маятника:
(13)
Массу маятника 
находится взвешиванием на весах с точностью до 1г. Для определения 
необходимо уравновесить маятник горизонтально на ребре призмы (рис. 3). Точка касания стержня маятника призмы будет центром инерции (или тяжести, т.к. гравитационное поле однородно) физического маятника. Расстояние от точки подвеса маятника до центра тяжести есть величина . Подвесить физический маятник к платформе и измерить его период 
. Подобрать экспериментально такую длину математического маятника 
чтобы его период 
равнялся периоду физического маятника Длина математического маятника от точки подвеса до центра шарика есть приведённая длина физического маятника 
. (m=2,73 кг).
Таблица 2.
| № | Данные наблюдений | Результаты расчетов | ||||||
, 
| , 
| ,с
|  ,с
| ,
|  , 
|  , 
| 
| |
| 1 | ||||||||
| 2 | ||||||||
| 3 | ||||||||
| ср.знач. | ||||||||
Записать результат в виде: 
ср
С. Определение положения центра тяжести физического маятника методом обращения
Если расстояние между ножами оборотного маятника обозначить через 
, то центр инерции может быть найден следующим образом. Из формулы (9) следует:
(14)
|
|
|
где 
– расстояние от центра инерции до точки подвеса маятника.
Если маятник перевернуть, то период его колебаний изменится, так как изменится и .
= 
(15)
Учитывая, что: 
(16)
(17)
находим выражение для :
(18)
По найденным и 
можно вычислить моменты инерции относительно двух осей вращения 
и 
. Расстояние 
между ножами необходимо измерить с точностью до одного миллиметра.
Полученные данные занести в таблицу 3.
Таблица 3.
| № | Данные наблюдений | Результаты расчетов | ||||||||
 , 
| 
| 
|  ,  
| 
|  ,
|  ,
| ,
|  ,
|
| |
| 1 | ||||||||||
| 2 | ||||||||||
| 3 | ||||||||||
| Ср.знач. | ||||||||||
Вычислить по формуле (18) момент инерции и записать в виде:
ср.
Вычислить 
и записать момент инерции 
в виде:
ср
Контрольные вопросы:
1. Дать определение математического маятника.
2. Дать определение физического маятника.
3. Что называется гармоническим колебанием.
|
|
|
4. Доказать что при малых отклонениях физического маятника относительно положения
равновесия его колебания являются гармоническими.
5. От каких параметров зависит период колебания физического маятника.
6. Каков физический смысл циклической частоты.
7. Что называется приведённой длиной физического маятника.
8. Докажите формулу (12) для физического маятника.
Литература
1. Кортнев А.В. Практикум по физике. М., 1963.
2. Фриш С.Э., Тиморева А.В. Курс общей физики. М., 1948. Т. 1.
3. Арцыбаев С.А. Курс физики. М., 1952. Ч. 1.
4. Курс физики / Под ред. Н.Д. Папалекси. М., 1948.
5. Матвеев-А.Н. Механика. М., 1983
6. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Механика. М., 1986
Рис. 1
Рис. 2
Дата добавления: 2020-11-15; просмотров: 197; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!