лабы физика / 5
.docМинистерство образования и науки
Республики Казахстан
Карагандинский Государственный технический университет
Кафедра Физики
Лабораторная работа № 5
Тема: «Определения момента инерции и проверка теоремы Штейнера»
Выполнил:
студент гр.
Принимал:
Караганда 2007 г.
Цель: определить момент инерции и проверить теорему Штейнера.
Принадлежности:
Трифилярный подвес, секундомер, два одинаковых груза, линейка или рулетка.
Средне
арифметическое значение:
Средне
квадратичная ошибка:
Доверительный
интервал:
Таблица №1
|
№ |
l, м |
|
|
|
R, м |
|
|
|
|
1 |
162,5 |
161,75 |
0,443 |
1,137 |
14,75 |
14,991 |
0,142 |
0,364 |
|
2 |
163,0 |
14,50 |
||||||
|
3 |
162,0 |
15,00 |
||||||
|
4 |
161,0 |
15,50 |
||||||
|
5 |
162,0 |
15,20 |
||||||
|
6 |
160,0 |
15,00 |
Таблица №2
|
mд, кг |
|
m, кг |
|
r, м |
|
|
0,585 |
0,0005 |
1 |
0,0005 |
0,0707 |
0,0005 |
Период
вращения диска: 
Средне
арифметическое значение: 
Средне
квадратичная ошибка: 
Момент
инерции диска: 
Таблица №3
|
k |
t, с |
Tд |
|
|
|
Iд, кг м2 |
|
|
10 |
31 |
3,1 |
3,4 |
0,093 |
0,0110 |
0,0008 |
0,0102 |
|
37 |
3,7 |
||||||
|
34 |
3,4 |
||||||
|
36 |
3,6 |
||||||
|
32 |
3,2 |
||||||
|
34 |
3,4 |
Момент инерции диска с грузом (с осью проходящей через центр груза):
Таблица №4
|
k |
t,c |
T0 |
|
I0, кг м2 |
Iг=I0-Iд, кг м2 |
|
10 |
23 |
2,3 |
2,2 |
0,0124 |
0,0116 |
|
21 |
2,1 |
||||
|
24 |
2,4 |
||||
|
26 |
2,6 |
||||
|
22 |
2,2 |
||||
|
22 |
2,2 |
Момент инерции диска с грузом (с осью проходящей не через центр груза):
Таблица №5
|
k |
T, с |
T |
|
I, кг м2 |
Iэ=I-Iд кг м2 |
d, м |
Iт=Iг+md2 кг м2 |
|
10 |
30 |
3,0 |
3,4 |
0,0299 |
0,0188 |
0,11 |
0,0136 |
|
32 |
3,2 |
||||||
|
34 |
3,4 |
||||||
|
36 |
3,6 |
||||||
|
38 |
3,8 |
||||||
|
34 |
3,4 |
Вывод: мы научились определять момент инерции и проверили теорему Штейнера.
Контрольные ответы:
-
Угловая скорость – это равномерно вращающиеся тело поворачивается за время на угол. Направлен вектор вдоль оси вращения.
-
Угловое ускорение - изменение угловой скорости со временем характеризуется векторной величиной. Ускорение тела направлено перпендикулярно угловой скорости.
-
Величина, равная сумме Произведения элементарных масс на квадрат их расстояний от некоторой оси, называется моментом инерции. Материальной точкой называют тело, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстояниями до других тел.
-
Теорема Штейнера – момент инерции относительно произвольной оси равен сумме момента инерции относительно оси, параллельной данной и проходящей через центра масс тела, и произведения массы тела на квадрат расстояния между осями.
-
Момент силы – проекция вектора на произвольную ось, проходящую через точку.
-
Кинетическая энергия равна:
-
Роль массы играет момент инерции, роль линейного ускорения – угловое ускорения и роль результирующей силы – суммарный момент внешних сил.