Порядок выполнения работы. 2.3.1 Определение момента инерции ненагруженного маятника

2.3.1 Определение момента инерции ненагруженного маятника

1. Освободить крестовину от грузов.

2. Записать все данные установки: диаметр шкива D, длину стержней l, массу движущегося груза m массу грузов, закрепляемых на стержнях m_о.

3. Намотать на шкив нить и подвесить к ней груз массой m, установив его против нулевого деления шкалы.

4. Измерить расстояние h₁ от нулевого деления шкалы до нижнего положения груза m по шкале (положение С, рисунок 2.5).

5. Предоставив грузу возможность падать, включить секундомер в момент начала движения груза от нулевого деления и выключить его в момент спуска груза на всю длину нити. Повторить измерения не менее трех раз. Записать значение t и h₁ в таблицу 2.1.

6. Измерить высоту h₂ максимального подъема груза не менее трех раз.

7. Вычислить: линейное ускорение а, угловое ускорение ε, момент сил трения М_{тр .}, вращающий момент М и момент инерции I.

8. Все измерения и вычисления записать в таблицу 2.1.

9. Сравнить значение момента инерции ненагруженного маятника, вычисленного по формуле (2.29), с теоретичеcким значением I_{кр .} формула (2.31).

10. Вычислить абсолютную и относительную погрешности измерений.

2.3.2 Измерение момента инерции маятника с грузами

2. На концах стержней маятника укрепить грузы m₀ на расстоянии R от оси вращения. Записать значение R.

3. Грузы необходимо тщательно сбалансировать, чтобы маятник не мог поворачиваться за счет их неточного крепления.

4. Оставляя неизменным падающий груз, можно считать, что момент силы не изменяется, так как в формуле (2.23) ускорение а мало по сравнению с g.

5. Проделать опыт в прежнем порядке, записать среднее время движения груза с высоты h₁.

6. Вычислить a₂, ε₂, I₂, считать момент сил трения постоянным и вычисленным при первом измерении.

7. Проверить соотношение:

8.

9. Сравнить значение I ₂ с вычисленным по формуле (2.32).

10. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

№ изм.	t	tср	h1	h2	аср	εср	Мтр.	М	I	ΔI
Опыт I крестовина без грузов
Опыт II крестовина с грузами

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте определение момента силы. Что называется плечом силы?

2. Сформулируйте и выведите закон динамики вращательного движения.

3. Каков физический смысл момента инерции и от чего он зависит?

4. Какие законы положены в основу вывода рабочей формулы? Выведите рабочую формулу.

5. Как в данной работе определяется момент сил трения?

6. Какова связь между линейными и угловыми скоростями и ускорениями?

7. На основании какой закономерности вычисляется ускорение падающего груза?

8. Почему нельзя допускать раскачивания груза, подвешенного на нити, при его движении вниз? На что и как это будет влиять?