Лабораторная работа15

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ

МАЯТНИКА МАКСВЕЛЛА.

Цель работы : Изучение плоского движения твердого тела на примере маятника Максвелла; измерение момента инерции маятника Максвелла.

Измерительные инструменты: Штангенциркуль с погрешностью измерений =0,05мм., экспериментальная установка имеющая: миллисекундометр, линейка определяющая ход маятника и т.п., погрешность измерений =0,0005 с.

Эскиз и расчётные формулы:

Формула для расчёта момента инерции по практическим результатам:

Формула для теоретического расчёта момента инерции:

Формула для определения доверительного интервала случайной погрешности:

a==.

Формула для определения погрешности косвенных измерений:

Формула для определения полной погрешности:

Методика эксперимента и обработка результатов

Задание 1: Определить параметры маятника Максвелла.

С помощью штангенциркуля измеряем R и L (размеры) оси маятника и диска маятника, и значение R_К для колец. Измерения проводим не менее пяти раз и находим средние значения. Затем рассчитываем объём оси и диска по формуле [R²h]. Далее, зная материал и плотность оси маятника и диска маятника, рассчитываем массу этих деталей по формуле [V]. Все полученные результаты заносим в таблицу №1.

Таблица №1

	Ось маятника		Диск маятника		Кольца
N	Ro,м.	Lo,м.	Rд,м.	Lд,м.	Rк1,м.	Rк2,м.	Rк3,м.
1	0,004875	0,1402	0,044875	0,0061	0,0524	0,052475	0,052475
2	0,0049	0,14	0,0449	0,006	0,05245	0,05245	0,0525
3	0,004875	0,14015	0,044875	0,00605	0,05245	0,05245	0,052475
4	0,0049	0,14035	0,04485	0,0061	0,052425	0,05245	0,0525
5	0,0049	0,13995	0,044825	0,0061	0,05245	0,052425	0,0525
Ср. зн.	0,00489	0,140013	0,044865	0,00607	0,052435	0,05245	0,05256
<Vо>=0.000010527м^3. <mо>=0,0284229кг.			<Vд>=0.000038384м^3. <mо>=0.0,1036368кг.		mк1=0.217кг. mк2=0,327кг. mк3=0,4394кг.

Систематическая погрешность данных измерений является погрешностью измерительного прибора, т.е. =0,00005м.

Определяем случайную погрешность:

Задание 2: Определить момент инерции маятника.

Определяем по линейке ход маятника и значиние заносим в таблицу №2. Затем на экспериментальной установке проводим опыты по определению времени, за которое маятник проходит расстояние своего хода, не менее пяти раз для трёх сменных колец и рассчитываем среднее значение. Все результаты заносим в таблицу №2.

Таблица №2

mк1=0.217 кг; h=0,4 м;
t,c	1	2	3	4	5	tср,c	 t,c
	2.341	2.344	2.3544	2.302	2.346	2.33748	0,0256
mк2=0,327кг; h=0,4 м;
t,c	1	2	3	4	5	tср,c	 t,c
	2.410	2.440	2.411	2.411	2.423	2.4144	0,01739
mк3=0,4394кг; h=0,4 м;
t,c	1	2	3	4	5	tср,c	 t,c
	2.500	2.507	2.500	2.506	2.489	2.5004	0,00896

Рассчитываем погрешность проделанных измерений по данной формуле:

при t_n=2.8. Выполнив расчёты мы получаем следующие результаты:зная систематическую погрешность расчитываем полную погрешность проделанных измерений по формуле: подставляем значения и производим расчёты. Полученные результаты заносим а таблицу:

Определяем момент инерции подставляя полученные результаты в формулу:

Рассчитываем погрешность проделанных вычислений:

Рассчитываем теоретические значения момента инерции и сравниваем с практическими. Сначала рассчитываем моменты инерции отдельно для оси, диска и сменных колец:

Затем суммируем показания и сравниваем с практическими:

Сравнив полученные результаты мы получаем что:

J_пр1J_т1, J_пр2J_т2, J_пр3J_т3.

Вывод: в проделанной работе мы изучили движение твёрдого тела на примере маятника Максвелла. Измерили момент инерции маятника Максвелла, в различных комбинациях со сменными кольцами, двумя способами: практическим и теоретическим.

Отчёт

По лабораторной работе №5

Название:		«Определение момента инерции
	маятника Максвелла»