физика5
.docЛабораторная работа №5
Определение момента инерции тел методом крутильных колебаний
Цель работы:
-
Определить момент инерции тела относительно оси, проходящей через центр масс тела;
-
Проверить теорему Штейнера.
Принадлежности: трифимерный подвес, тела, секундомер, линейка.
Ход работы:
Задание 1.
1) R=0,25 м (радиус нижнего диска)
r=0,1 м (радиус верхнего диска)
l=0,79 м (длина нити)
m=m0±Δm0=172±2 г
2) Пять практических измерений времени при 20 полных колебаниях:
t1=46 c
t2=48 c
t3=47 c
t4=48 c
t5=46 c
<t1> - среднее значение времени при измерениях.
<T1> - средний период колебаний.
(N - количество полных колебаний)
3) Определим момент инерции вращения диска I0:
4) Погрешность косвенных измерений:
Δl, Δr, ΔR - приборные (систематические) погрешности, ΔT0 - случайные погрешности.
5)Ответ с учетом погрешностей:
Задание 2.
1)Масса тела помещенного на диск m1=0,39 кг
2)Пять практических измерений с телом на диске, при 20 колебаниях:
t1=28 c
t2=29 c
t3=26 c
t4=31 c
t5=30 c
<t2> - среднее значение времени при измерениях
<T2> - средний период колебаний
3)Момент инерции диска с телом массы m1:
4)Момент инерции тела m1 без инерции диска:
5)Теоретический расчет момента инерции тела без диска:
, где R1 радиус тела, R1=7,8·10-2м.
6)Экспериментальное значение момента инерции I2 не соответствует значению I’2, потому что был совершен ряд систематических ошибок, которые мною были учтены при вычислении погрешностей, и некоторые случайные ошибки.
Задание 3.
1)Два одинаковых тела массами m1 на расстоянии d=10,6 см друг от друга.
2)Пять практических измерений времени 20 колебаний диска с двумя грузами:
t1=48 c
t2=46 c
t3=50 c
t4=47 c
t5=48 c
3)Момент инерции диска с двумя телами:
4)Момент инерции одного тела без диска:
5)Расчет теоретического значения момента инерции одного тела по теореме Штейнера:
6)Сравнивая теоретическое и практическое значения момента инерции одного тела, можно сделать следующий вывод: определение столь малых величин должно производиться на оборудовании с более высоким уровнем точности, или производиться теоретически, в данном случае по теореме Штейнера. Чтобы удостовериться в систематических ошибках наших подсчетов, достаточно взглянуть на ΔI0 по отношению к I0.