Лабораторная работа №41

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра естественно-научных и общепрофессиональных дисциплин

Отчет по лабораторной работе № 4

ИЗУЧЕНИЕ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА НА ПРИБОРЕ ОБЕРБЕКА

Выполнил:

Проверил:

УФА 2008

Лабораторная работа № 4

Изучение вращательного движения твердого тела на приборе Обербека.

Цель работы: освоение динамического способа определения момента инерции тел с применением основного закона динамики вращательного движения твердых тел.

Приборы и принадлежности: прибор Обербека с грузами и линейкой, счетчик-секундомер, весы с равновесами и штангенциркуль.

Задание 1. Определение момента инерции вращающейся части прибора Обербека без грузов на спицах.

В начале снимем грузы со спиц маховика и с помощью штангенциркуля измерим диаметр шкива, на который наматывается нить, и вычислим радиус.

D = 0,0837 м., R = 0,0418 м.;

Затем измеряем время, за которое груз пройдет расстояние между площадками несколько раз и вычислим среднее значение t.Измерения проводим для грузов массой 50,100,150 гр.

Подставив в формулу , вычислим момент инерции маховика.

Результаты измерений занесем в таблицу.

№ п/п	Масса столика m0 (10^-3 кг)	Масса груза m (кг)	Путь h (м)	Радиус шкива (м)	Время (с)				t cр.	M/β (НМс)
					t1	t2	t3	t4
1	3,7	0,05	0,45	0,0418	2	1,9	2	1,9	1,95	0,0036
2	3,7	0,1	0,45	0,0418	1,5	1,6	16	1,6	1,575	0,0041
3	3,7	0,15	0,45	0,0418	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	0,0045
Jср.										0,004

НМс;

НМс;

НМс.

Найдем доверительный интервал для J_11:

,

где - коэффициент Стьюдента;

= 4,30;

- стандартная погрешность;

,

где n – число измерений;

= 0,0004

0,002 м.

N₁ = 0,004 ± 0,002 м.

Задание 2. Определение момента инерции маховика с грузами на спицах.

Возьмем 4 специальных грузика и закрепим их на спицах с помощью специального винта на равных расстояниях от оси так, чтобы маховик имел безразличное равновесие.

Аналогично первому заданию произведем эксперимент и вычислим момент инерции маховика с грузами на спицах. Результаты занесем в таблицу.

№ п/п	Масса столика m0 (10^-3 кг)	Масса груза m (кг)	Путь h (м)	Радиус шкива (м)	Время (с)				t cр.	M/β (НМс)
					t1	t2	t3	t4
1	3,7	0,05	0,45	0,0418	6,5	6,6	6,4	6,3	6,45	0,0045
2	3,7	0,1	0,45	0,0418	4,9	4,7	4,8	4,7	4,77	0,0054
3	3,7	0,15	0,45	0,0418	3,9	4	4,1	4,1	4,025	0,0058
Jср										0,0052

НМс;

НМс;

НМс.

Вычислим доверительный интервал:

= 0,0006

0,003 м.

N₁ = 0,004 ± 0,003 м.

Задание 3. Определение суммарного момента инерции 4 грузов, закрепленных на спицах.

1. Теоретическое вычисление момента инерции грузов на спицах.

Приняв грузик за материальную точку, найдем его момент инерции относительно оси вращения

где - масса груза;

l – расстояние центра тяжести грузика до оси вращения;

Момент инерции 4 грузов на спицах

0,046 НМс;

2. Определение суммарного момента 4 грузов на спицах из эксперимента.

Для этого достаточно найти разность момента инерции J₂ c грузами на спицах и момента инерции J₁ без грузов на спицах.

0,0054-0,0036 = 0,018 НМс.

Вывод: На данной лабораторной работе я освоил динамический способ определения инерции тел с применением основного закона динамики вращательного движения твердых тел.