Определение момента инерции твердого тела и проверка теоремы штейнера методом крутильных колебаний

 

Министерство образования РФ

Владимирский государственный университет

 

ЛАБОРАТОРНАЯ 
РАБОТА

 

 

 

по _____________________________ФИЗИКЕ___________________________

                                             (наименование   дисциплины)

 

Тема  ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА И

ПРОВЕРКА ТЕОРЕМЫ ШТЕЙНЕРА МЕТОДОМ КРУТИЛЬНЫХ

 КОЛЕБАНИЙ.

  ________________________________________________________________________________________________

 

 

Факультет  ___Машиностроительный___

Кафедра    ___Физика _______________

 

Руководитель

 

              (фамилия, инициалы)

 

___________________________

   (подпись)                              (дата)

 

Студент                                                   (группа)

             

              (фамилия, инициалы)

 

___________________________

              (подпись)           (дата)

 

 

 

 

 

 

Тема:  ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА И ПРОВЕРКА ТЕОРЕМЫ ШТЕЙНЕРА МЕТОДОМ

КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ.

 

Цель работы:  Изучение одного из способов определения момента инерции твердого тела.

 

 

ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ:  Подвес трифилярный, секундомер, линейка, образцы. 

 

 

 

            Схема экспериментальной установки:

Порядок выполнения работы:

1. Измеряют радиусы платформы R и r верхнего диска, а также длину нитей L.

2.Масса платформы задана. Возбуждают крутильные колебания платформы и измеряют их период. По выполненным измерениям вычисляют момент инерции платформы по формуле (75).

3. Нагружают платформу  телом m так, чтобы его ось симметрии совпадала с осью платформы. Измеряют период колебаний нагруженной платформы и вычисляют момент инерции системы платформы-груз по формуле (76) . Отсюда момент инерции груза -

4. Проверка теоремы Штейнера ( 78). Нагружают платформу одинаковыми грузами, располагая их симметрично относительно оси платформы. Определяют период колебаний. Вычисляют момент инерции по формуле (79).

5. Измерив расстояние между осями платформы и груза, вычисляют его момент инерции по теореме Штейнера (78), где d – расстояние между осью симметрии платформы и осью симметрии груза, оно измеряется линейкой или штангенциркулем.

6. Результаты измерений  вносят в таблицу.

 

РАСЧЁТНЫЕ ФОРМУЛЫ

 

                             

    Е=

 

      J = J ± DJ.

 DJ = J×E

               

 

ТАБЛИЦА ЗАПИСЕЙ НАБЛЮДЕНИЙ

                   

	m, кг	t, сек.	tср, сек.	Т,  сек.	J, кг·м2
Пустая платформа	0.338	1)42,5 2)42,4 3)43,2	42,7	4,27	0,005
Платформа + груз	0.338+0.25	1)35,2 2)35,4 3)35,4	35,3	3,53	0,006
Платформа + 2 груза	0.338+0.5	1)40,6 2)42,8 3)41,9	47,7	4,77	0,015

 

t=    t=    t=  

Tсек =   = = 4.27   = = 3.53   = = 4.77

=     Е= = 0.0238

= 0.006

= 0.015                     

= 0.001

= 0.0035

= 0.005 

 

 

Вывод: В результате выполнения лабораторной работы на практике определил

момент инерции твердого тела и проверил Теорему Штейнера методом крутильных колебаний.