лабы / другие лабы / механика / LABRAB№7

Обнинский Государственный Технический

Университет Атомной Энергетики

Физико-энергетический факультет

Лабораторная работа №7

«ИЗУЧЕНИЕ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА НА ПРИМЕРЕ МЯТНИКА

МАКСВЕЛЛА»

Выполнил студент группы ТД – 02:

Калашник Г. Н. Проверил:

Савельев Н. П.

Обнинск, 2002 г.

Цель: Изучить прибор, называемый маятником Максвелла, а с его помощью изучить плоскопараллельное движение твердого тела, то-есть такое движение, при котором все точки тела описывают траектории, лежащие в параллельных плоскостях. Вычислить момент инерции маятника.

Оборудование: маятник Максвелла.

Ход работы:

Упражнение 1: Проводим 10 опытов, каждый раз фиксируя время, за которое маятник проходит расстояние S = 38см.

Результаты заносим в табл. 1:

Таблица 1:

№ измерения.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	<t>
m1 = 209г. t	2.231	2.216	2.207	2.224	2.203	2.217	2.210	2.222	2.206	2.200	2.2136
m2 = 419г. t	2.338	2.322	2.339	2.345	2.354	2.349	2.360	2.356	2.367	2.369	2.3499

М. д = 102г. М. в = 31г.

Радиус валика измерили с помощью штангельциркуля в 10 местах, вычислили среднее значение и погрешность.

<r> = 5.175 мм.

r_сл. = t_,n*S t_,n = 2.3( = 0.95, n = 10 опытов)

r_сл. = 0.1656

r_{сл. =}  =

Определим погрешность для времени:

Для первого груза: <t> = 2.2031

t_сл. = t_,n*S t_,n = 2.3( = 0.95, n = 10 опытов)

t_сл. = 0.0069

Систематическая погрешность миллисекундомера мала и ей можно пренебречь.

Тогда t = tсл. = 0.0069  =

Для второго груза: <t> = 2.3316

S_n = 0.014 S =0.0044

t = t_сл. = 0.010

 = 0.0043

Вычислим момент инерции для обоих тел:

Для m1 = 209г.:

I_c1 = (102+31+209)*(0.00002678)* =0.5851

Для m2 = 419г.:

I_c1 = (102+31+419)*(0.00002678)* =1,0662

Эти вычисления были произведены с помошью формулы:

<I_c> = m<r²>(

Определим для этих значений погрешности:

для m1: ₁ =

I = <I>

I = 0.060*0.5851 = 0.035

для m2: 2 = 0,021

Ш = 0,021*1,0662 = 0,022

Результат для упр.№1:

I_c1 = (5851  350)*10^-4 г:м²

I_c1 = (10662  220)*10^-4 г:м²

Упражнение 2:

Измерим диаметр валика, диска и сменных колец. Теоретически вычислим момент инерции. Все измерения проводим 3 раза. Результаты заносим в таблицу 2:

D валика, мм	10	10,1	9,9
D диска, мм	85,6	86	85,9
D1 кольца , мм	104,9	104,5	105
D2 кольца , мм	104,9	104,5	105

Вычислим погрешности для измеренных радиусов

<R диска> = 42.9 мм

S = 0.109

r_сл = t_,n*S = 0.009*2.3 = 0.207

 = 0.004

<R_кол> = 52.4 мм

S_n = 0.04 S = 0.012

r_сл = 0.012*2.3 = 0.0276

r = 0.057  = 0.0011

Вычислим момент инерции:

I_c2 = m_вr²+ m_д ( +r²)+ m_n( + )

Для m₁ = 209г.: I_c2 = (31*0.00002678+102*0.002029+209*0.004421) = 0.5658

Для m₂ = 419г.: I_c2 = (31*0.00002678+102*0.002029+419*0.004421) = 1.0300

Справедливость результатов, следующих из упр.1 проверим с определением момента инерции из упр.2.

Для m₁ = 209г.: I_c1 = 5851*10^-4 г*м² I_c2 = 5658*10^-4 г*м²

Для m₂ = 419г.: I_c1 = 10662*10^-4 г*м² I_c2 = 10300*10^-4 г*м²

Вывод: Сравнивая моменты инерции, получившиеся в результате 2-х опытах мы видим, что момент инерции из второго опыта попадает в интервал погрешности для первого опыта.