IV. Выполнение работы
Часть 1. Определение момента инерции маховика без грузов.
1. К концу нити подвешивают гирю известной массы.
2. Встав на подставку, проверяют свободно ли вращается вал маховика и поворачивая маховик от руки, наматывают на шкив нить, сняв предварительно грузы со стержней.
Внимание! Стержни маховика (4), проходя мимо контакта (7), должны двигаться вниз!
3. Переводят контакт (7), накрывая им один из стержней маховика. Сверху подводят контакт (8), соединяя участки контактов, свободные от изоляции.
Не прикасайтесь рукой к оголённым частям контактов!
4. Включив вилку секундомера в сеть, проверяют, заработает ли он при размыкании контактов (7) и (8) на короткое время.
a) Если секундомер не заработал, нажимают на его кнопку и повторяют проверку.
б) Если секундомер заработал, измеряют штангенциркулем диаметр шкива и высоту h гири над площадкой (10) линейкой (5).
5. Спустившись с подставки, кнопкой (12) устанавливают стрелку секундомера на нуль и при помощи нити (9) пускают установку.
6. После остановки секундомера опыт повторяют, отключают секундомер от сети и заносят в таблицу среднее значение времени падения гири с одной и той же высоты по данным двух измерений.
7.
По формуле (19) находят линейное ускорение
а;
по формуле (16) -вращательный момент М;
по формуле (17) - угловое ускорение
маховика. Находят отношение вращающего
момента к угловому ускорению:
.
8. Всё описанное повторяют ещё раз, подвесив к нити гирю иной массы.
9.
Убеждаются, что различие между двумя
найденными значениями отношения
мало. Это отношение равно моменту
инерции маховика без грузов. Находят
его среднее арифметическое значение.
10. Результаты измерений и расчетов заносят в таблицу 2.
Таблица 2
|
m1 (кг)
|
h (м)
|
t (с)
|
(м/с2) |
M
|
(с-2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
кг·м2
Часть 2. Определение момента инерции маховика с грузами.
1. Измеряют диаметр втулки (1) штангенциркулем, а расстояние от её поверхности до центра отверстия, в котором будет закреплён один из грузов (4) стальной миллиметровой линейкой.
2. Закрепляют в отверстиях маховика по одному цилиндрическому грузику (4) на равных расстояниях от оси вращения.
3. Определяют момент инерции J1ср. крестообразного маховика с грузами так же, как в первой части работы. Результаты измерений и расчётов записывают в таблицу 3.
4.
Находят разность
которая
является экспериментально найденным
значением момента инерции всех грузов
(4).
5. Так как расстояние всех грузов R от оси одинаково, то расчетное значение их момента инерции:
6. Сравнивают экспериментальное и расчётное значение момента инерции грузов и убеждаются, что они мало отличаются друг от друга.
Таблица 3
|
m1 (кг) |
h (м) |
t (c) |
(м/с2) |
M
|
(c-2)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
7.
Определяют отклонение экспериментального
значения момента инерции от расчётного:
и принимая
его за абсолютную погрешность, вычисляют
относительную погрешность по формуле:
8. По окончанию работы грузики снять с маховика.