Экспериментальное определение момента инерции

1. Подвесить на призму конструкцию.
2. Отклонить тело на малый (3 ‐ 5⁰) угол и найти время 30, 40, 50 полных колебаний (десятые доли секунды не отбрасывать!)
3. Внести все данные в таблицу 1 и вычислить момент инерции по формуле (7).

Таблица 1

№№ п/п	Число колебаний n	Время колебаний t, с

1. Вычислить погрешности измерений.

Систематическая погрешность. Доверительный интервал систематических ошибок (приборных или инструментальных) вычисляем по формулам:

, (8)

, (9)

где погрешность секундомера = 0,2 с, а время взять для 30 колебаний; погрешность массы ()взять в соответствии с точностью взвешивания, представленной на маркировке тел (например, при 3,45 кг погрешность кг); погрешности измерения длины () взять в соответствии с погрешностями инструментов.

Случайная погрешность.

Вычислить доверительный интервал случайных ошибок по формуле , где среднеквадратичную ошибку случайных погрешностей взять из табл. 2.

Таблица 2

№ п/п			S=

Вычислить общий доверительный интервал .

Вычислить относительную погрешность .

Контрольные вопросы.

1. Какие условия необходимы для получения гармонических колебаний? Как должны изменяться характеристики колебательного движения, под действием каких сил эти колебания происходят? Каковы их особенности?

2. Напишите уравнение смещения, дайте определения амплитуды, фазы частоты и периода колебаний.

3. Выведите формулы скорости, ускорения, кинетической и потенциальной и полной энергии. Нарисуйте графики скорости, ускорения и силы при гармонических колебаниях.

4. Выведите формулы периода колебаний математического пружинного, физического маятников. Что называется приведенной длиной физического маятника?

5. Что такое центр масс системы и как определяется его положение?

6. В чем состоит метод вращающегося вектора амплитуды? Примените этот метод для сложения одинаково направленных гармонических колебаний с одинаковыми частотами. Напишите формулы амплитуды и начальной фазы результирующего колебания.

7. Напишите уравнение траектории точки, участвующей одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях с одинаковыми частотами. От чего зависит форма траектории?

8. Что такое биения? Напишите уравнение для амплитуды биений. Как меняется период изменения смещения и период изменения амплитуды биений?

9. Что такое фигуры Лиссажу? От чего зависит их форма? Как по виду траектории определить соотношение частот складываемых колебаний?

ЛИТЕРАТУРА

Т.И. Трофимова. Курс физики. §§140-142, 144, 1997. Высшая школа, Москва.

Лабораторная работа № 81