Порядок выполнения работы

Упражнение 1. ИЗМЕРЕНИЕ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

1. Измерьте расстояние Rот точек крепления нитей с платформой П до центра платформы. Измерьте соответствующее расстояниеrдля шайбы С. Найдите расстояниеHмежду центром масс платформы П и шайбой С. Измерьте массуm₀ненагруженной платформы П, а также массыm₁иm₂исследуемых тел. Запишите результаты измерения этих величин в таблицу.

2. Наблюдая гармонические крутильные колебания ненагруженной платформы П, измерьте секундомером время t₀20 полных колебаний платформы. Колебания будут близки к гармоническим, если амплитуда колебанийj_mне будет превышать 5°¸6°. Измерениеt₀проводите не менее 5 раз и результаты занесите в таблицу . Найдите среднее значениеи полуширину доверительного интервала.

3. Положите первое (сплошной диск) тело на платформу так, чтобы центр масс тела располагался над центром платформы. Повторите пункт 2 для платформы П, нагруженной первым телом, т.е. не менее 5 раз наблюдайте время t₁20 полных колебаний и вычислитеи.

4. Положите второе тело (диск, состоящий из двух половинок) на платформу так, чтобы центр масс тела располагался над центром платформы. Повторите пункт 2 для платформы П, нагруженной вторым телом, т.е. не менее 5 раз наблюдайте время t₂20 полных колебаний и вычислитеи.

5. Результаты наблюдений и вычислений занесите в таблицу 1.

Таблица 1

R= ; r= ; H = ; m0= ; m1= ; m2 = ;
№№ наблюдений	t0	t1	t2	t¢2
1
2
3
4
5
Среднее значение
Полуширина доверительного интервала

6. По формулам (13) и (14) найдите момент инерции I₀ненагруженной платформы и полуширину доверительного интервалаDI₀.

7. Найдите суммарную массу платформы и первого тела. Используя,ипо формулам (13) и (14) определите момент инерции

I₀₁платформы с первым телом и полуширину доверительного интервалаI₀₁. ЗнаяI₀,I₀,I₀₁,I₀₁, по формулам (15) и (16) вычислите момент инерцииI₁первого тела и полуширину доверительного интервалаI₁.

8. Повторите пункт 7 для второго тела (диска, состоящего из двух половинок). Найдите суммарную массу платформы и второго тела, по формулам (13) и (14) вычислите момент инерцииI₀₂платформы со вторым телом и полуширину доверительного интервалаI₀₂, а по формулам (15) и (16) определите момент инерцииI₂второго тела и полуширину доверительного интервалаI₂.

9. Запишите результаты измерений в форме доверительных интервалов: ;;.

Упражнение 2. ПРОВЕРКА ТЕОРЕМЫ ШТЕЙНЕРА

10. Выполните упражнение 1, исключив пункты 3 и 7.

11. Поместите на платформу П второе тело, раздвинув его половинки вдоль диаметра АК платформы так, как показано на рис.20.

Измерьте расстояние dцентра масс второго тела до оси вращения не менее 5 раз. Найдите среднее значениеи полуширину доверительного интервалаDd.

12. Для второго тела с раздвинутыми половинками (см.рис.20) измерьте время20 полных колебаний, по формулам (13) и (14) найдите момент инерцииплатформы П с раздвинутым вторым телом и полуширину доверительного интервала. По формулам (15) и (16) вычислите момент инерциивторого тела, смещенного от оси вращения на расстояниеdи полуширину доверительного интервала.

13. С помощью теоремы Штейнера вычислите теоретическое значение момента инерции второго тела, смещенного от оси вращения на расстояниеdи полуширину доверительного интервалапо формуле:

.

14. Представьте результаты наблюдений и вычислений в форме доверительных интервалов: ;. Сравните полученные доверительные интервалы.