Практическая часть

Задание 1. Определение момента инерции ма­ятника экспериментально.

1. Нижний кронштейн прибора зафиксировать в крайнем нижнем положении.

2. На ролик маятника заложить кольцо, при­жимая его до упора.

3. На ось маятника намотать нить подвески, чтобы виток следовал за вит­ком равномерно и зафиксировать.

4. Проверить, соответствует ли нижняя грань кольца нулю шкалы на ко­лонке.

5. Нажать кнопку «Пуск».

6. Отрегулировать длину нити таким образом, чтобы край стального кольца после опускания маятника находился на 2 мм.ниже оси фотоэле­мента.

7. Отжать клавишу «Пуск».

8. Намотать плотно на ось маятника нить подвески и зафиксировать маят­ник электромагнитом.

9. Нажать клавишу «Сброс».

10. Нажать клавишу «Пуск».

11. Записать время падения маятника.

12. Повторить измерения 5 раз.

13. Определить среднее время падения маятника.

14. Определить длину маятника.

15. Определить диаметр оси с намотанной на нее нитью.

16. Вычислить массу маятника вместе с кольцом.

17. Определить момент инерции маятника по формуле (8).

18. Заменить одно кольцо на кольцо другой массы и проделать аналогич­ные действия согласно пунктам (1-17).

19. Оценить погрешность результата.

Задание 2. Определение момента инерции маятника теоретически.

где Jт - теоретическое значение момента инерции;

Jо - момент инерции оси маятника;

Jк - момент инерции кольца;

Jр - момент инерции ролика.

Значения отдельных моментов инерции, определится последующим фор­мулам:

(9)

где Dо - внешний диаметр оси маятника, m₀‑ масса оси.

(10)

где D_p – внешний диаметр ролика, m_p – масса ролика.

(11)

где D_к – внешний диаметр кольца, m_к – масса кольца.

Бланк-отчёт.

К работе допущен_________ Работа зачтена________

(подпись преподавателя) (подпись преподавателя)

Работа № 4. Определение момента инерции математических колец.

Цель: Определение момента инерции кольца с помощью маятника Максвелла.

Приборы и материалы: Маятник Максвелла, штангенциркуль.

Теоретическая часть

Описание установки.

Общий вид маятника Максвелла пока­зан на рис.2. Основание 1 оснащено регу­лируемыми ножками 2 , которые позво­ляют произвести выравнивание прибора. В основании закреплена колонка 3, к ко­торой прикреплён неподвижно верхний кронштейн 4 и нижний кронштейн 5. На верхнем кронштейне находится электро­магнит 6 , фотоэлектрический датчик 7 и вороток 8 для закрепления и регулирова­ния длины бифилярной подвески маятни­ка. Нижний кронштейн вместе с прикреп­лённым к нему фотоэлектрическим дат­чиком 9 можно перемещать вдоль колон­ки и фиксировать в произвольно выбран­ном положении. Маятник 10 установки - это ролик, закреплённый на оси, на кото­рой накладываются заменные кольца 11, изменяя таким образом момент инер­ции системы.

^{Маятник с наложенным кольцом удерживается в верхнем положении элек}­тромагнитом. Длина маятника определяется по шкале на колонке прибора. С целью облегчения этого измерения нижний кронштейн был оснащён красным указателем, помещённым на высоте оптической оси нижнего фотоэлектриче­ского датчика.

^{Расчетная формула:}

Практическая часть

Задание № 1. Определение момента инерции маятника экспериментально.

где J- момент инерции маятника в кг·м², d- внешний диаметр оси маятника, вместе с намотанной на неё нитью подвески в м, t- время падения маятника в с, g- ускорение силы тяжести м/с² , h- длина маятника рав­ная максимальной высоте его подъёма в м, m - масса маятника вместе с кольцом в кг и определяется по формуле :m=m_o+m_p+m_k , где m_o- масса оси маятника в кг; m_р- масса ролика в кг; m_k - масса наложенного на ролик кольца в кг.

Все измерения следует занести в таблицу.

№ п/п	m, кг	d, м	h, м	t1, c	t2, c	t3, c	t4, c	t5, c

Место для самостоятельных расчётов:

1) Момент инерции 1 кольца

t=

m=

J=

S(J)=

ΔJ=

δJ=

2) Момент инерции 2 кольца

t=

m=

J=

S(J)=

Δ J=

Δ J=