Порядок выполнения работы. И метода определения инерции тела

И метода определения инерции тела

Описание установки

Исследуемое тело 1 пред­став­ляет собой металлическую пластину с двумя вырезами (рис. 3.2). Этими вырезами тело подвешивается на опору - кронштейн 2 для организации колебаний. Чтобы уменьшить трение и износ детали точки подвеса О₁ и О₂ снабжены специальными подставками 3. На конце кронштейна может быть подвешен математический маятник 4, длину которого можно изменять.

В работе определяются моменты инерции I ₁ и I ₂относительно осей О₁ и О₂. Метод определения моментов инерции основан на том, что период колебаний ФМ (пластина в данном случае играет роль физического маятника) связан с его моментом инерции относительно оси колебания (см. формулу (3.8)). Таким образом, измерив на опыте период колебаний маятника Т и расстояние b от точки подвеса до центра масс (см. рис.3.1), зная массу m маятника и ускорение свободного падения g, можно вычислить момент инерции:

(3.12)

1. Снять пластину с подвеса, измерить линейкой расстояния b₁ = O₁C и b₂ = O₂C (см. рис. 3.2) и оценить ошибку D b этих измерений. Результаты занести в табл.1; сюда же вписать данные о массе тела и ускорении свободного падения.

2. Подвесить маятник на ось О₁, привести его в движение (j £ 8^о) и измерить время t₁ для 30-50 полных колебаний (N). (Отсчет времени лучше начинать после того, как тело совершит несколько колебаний). Опыт повторить не менее 5 раз при одном и том же числе колебаний. Результаты (эти и последующие) занести в табл.1.

3. Снять маятник и, подвесив его на ось О₂, проделать то же, что и в п.2.

4. Вычислить Т₁ и Т₂ для каждого из опытов и их средние значения <T₁> и <T₂>.

Таблица 1

№№	Число полн.	Колебания а оси О1	Колебания на оси О2
n/n	колеб. N	t1	Т1,i	t2	T2,i	(T2i - <T2>)	(T2i - <T2>)^2
. .
Другие b1 = ± m = ± L1 = данные b2 = ± g = ± L2 =

5. По формуле

(см. (3.12)) вычислить < I ₁ > и <I ₂ >.

6. Для момента инерции I ₂ вычислить относительную e_I2 и абсолютную D I ₂ погрешности (для I ₁ первую из них принять такой же).

Для этого:

а) подсчитать Т_2i - <Т₂>, (T_2i - <T₂>) ², (cм. табл. 1);

б) вычислить абсолютную погрешность в измерении периода

колебаний

,

где n - число измерений; D t _пр - приборная погрешность секундомера; t _{a,n -} коэффициент Стьюдента (определяется по таблице в зависимости от выбранной надежности a и n); N – число полных колебаний.

в) определить относительную погрешность;

г) вычислить абсолютную погрешность в определении I₂:

D I ₂ = e_I <I ₂ >;

7. Результаты представить в виде:

I ₁ = <I₁> ± D I ₁

I ₂ = <I₂> ± D I ₂

приa =, e_I = %.

8. Вычислить приведенные длины L₁ и L₂ маятников по формуле

9. При наличии математического маятника установить его длину l равной L ₁ (или L ₂) и убедиться в синхронности колебаний физического и математического маятников.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Физический маятник.

2. Уравнения колебаний физического маятника (дифференциальное уравнение и его решение).

3. Частота и период колебаний физического маятника.

4. Приведенная длина физического маятника.

5. Точка подвеса и центр качаний физического маятника.

6. Метод определения I в данной работе.

7. Порядок выполнения работы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ

Цель работы: ознакомиться с методом моделирования электростатического поля с помощью электропроводной бумаги; исследовать электростатическое поле плоского и цилиндрического конденсаторов.

Приборы и принадлежности: источник постоянного тока, вольтметр, электропроводная бумага, планшет с набором электродов, проводники, один из которых снабжен зондом.

Дата добавления: 2014-12-16