2. Порядок выполнения работы
1. Перекинуть через большой шкив поворотного стола лабораторного комплекса нить, к концам которой присоединить пружины. Пружины закрепить на стойке лабораторной установки, как показано на рисунке.
Схема колебательной системы
с поворотным столом
2. Включить электропитание установки.
3. Разблокировать тормозное устройство поворотного стола.
4. Переключатель «Период» выставить в положение «ΔТ» – измерение времени одного колебания, переключатель «Измерения» в положение «Циклические» – для измерения повторяющихся колебаний.
5. Расположить зазор фотодатчика напротив положения «0» на отсчетной шкале поворотного стола. Установку зазора фотодатчика «на ноль» следует контролировать по светодиодному индикатору №1; свечение индикатора свидетельствует о правильной установке.
6. Нажать кнопку «Готов», для обнуления таймера.
7. Повернуть стол на угол 10-20º и отпустить, стол начнет совершать колебания. Зафиксировать значение на цифровом табло, эксперимент повторить дважды, результаты занести в табл.1.
8. Заполнить табл. 1, выполнив необходимые расчеты при известном коэффициенте жесткости системы пружин (согласно заданию).
9. На поворотном столе разместить грузы, симметрично относительно центра (согласно заданию), повторить пункты с 4 по 6. Зафиксировать значение на цифровом табло. Эксперимент повторить, среднее значение по двум исследованиям занести в табл. 2.
10. Заполнить табл. 2, выполнив необходимые расчеты.
3. Содержание отчета
1. Название, цель, материальное обеспечение лабораторной работы.
2. Теоретические положения. Методика определения момента инерции при известном коэффициенте жесткости и использовании «эталонного тела».
3. Схема колебательной системы с поворотным столом (см. рисунок).
4. Результаты измерений и расчетов, занесенные в табл. 1, 2.
5. Формулы и расчетные значения, согласно методикам расчета.
7. Выводы по лабораторной работе.
Таблица 1. Определение момента инерции ненагруженного стола (метод 1)
№ п/п |
Коэффициент жесткости пружины kпруж, Н·м |
Период колебаний ненагруженного стола , с |
Момент инерции , кг·м2 |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
Среднее арифметическое значение |
|
|
|
Таблица 2. Определение момента инерции ненагруженного стола (метод 2)
Показатель |
Ненагруженный стол |
Стол с грузами |
1 |
2 |
3 |
Расстояние от центра стола до грузов r, м |
- |
|
Масса грузов m, кг |
- |
|
Радиус цилиндра R0, м |
- |
|
Радиус шкива, через который переброшена нить R, м |
|
|
Период колебаний стола, с |
T0= |
T= |
Окончание табл. 2
1 |
2 |
3 |
Момент инерции грузов J1, кг·м2 |
- |
|
Момент инерции стола, кг·м2 |
J0= |
J= |
Уточненный коэффициент жесткости пружины (пружин) kпруж, Н·м |
|
|
Контрольные вопросы
1. Какое движение называют вращательным?
2. Что называют осевым моментом инерции?
3. Что называют осевым моментом инерции сложного тела?
4. От чего зависит момент инерции прямого тонкого стержня?
5. Какой зависимостью определяется момент инерции стола, входящего в состав колебательной системы?
6. Каким образом рассчитывается момент инерции грузов, размещенных на поворотном столе?
7. При расчете коэффициента жесткости пружины (пружин) необходим учет радиуса шкива, через который переброшена нить?
8. Чем объяснить разницу между коэффициентом жесткости пружин, установленным заводом-изготовителем, и значением, полученным в данной лабораторной работе?
Лабораторная работа №9
МАЯТНИК ОБЕРБЕКА
Цель работы
Приобретение практических навыков при работе с измерительными приборами. Изучение методики определения углового ускорения и угловой скорости вращающегося тела, момента инерции стержня.
Материальное обеспечение
1. Лабораторный комплекс ЛКМ-3.
2. Подвеска с набором грузов.
4. Нить.