Порядок выполнения работы

Упражнение 1 Определение момента инерции ненагруженной платформы.

Для определения момента инерции ненагруженной платформы согласно соотношению (5), необходимо знать период крутильных колебаний платформы, ее массу, радиусR платформы, длину нитей подвеса ℓ, радиус верхнего диска .

1. Для определения периода Т₀ создают крутильные колебания и определяют время 25-30 полных колебаний. Отсчет времени производят секундомером с точностью до 0,02с.

2. Опыт повторить 5 раз.

Принимая во внимание, что масса платформы, радиусR, длина нитей подвеса ℓ, радиус верхнего диска дается как постоянное прибора, по формуле

. (6)

Определяют момент инерции ненагруженной платформы.

Упражнение 2 Определение момента инерции тела относительно оси, проходящей через центр массы тела.

1. Тело помещают на платформу так, чтобы ось вращения проходила через его центр масс.

2. Определяют период Т₁ крутильных колебаний платформы вместе с телом и рассчитывают момент инерции платформы с телом

, (7)

где – масса платформы с телом.

Масса определяется взвешиванием.

Из соотношения (7) и (6) определяют момент инерции тела

.

3. Опыт повторяют 5 раз.

Упражнение 3 Проверка теоремы Штейнера.

1. Для проверки теоремы Штейнера два совершенно одинаковых тела массами , строго симметрично помещают на платформу так, чтобы их центры масс находились на определенном расстоянии от оси вращения всей системы.

2. Определяют момент инерции J₃ платформы с двумя телами, предварительно определив период Т_3.

. (8)

3. Опыт повторяют 5 раз.

4. Определяют момент инерции J₄ одного тела, находящегося на расстоянии d от оси вращения системы

. (9)

Теорему Штейнера проверяют, сравнивая полученный результат J₄ с моментом инерции тела массой , находящегося на расстоянииd от оси вращения рассчитанный по теореме Штейнера. Согласно теореме Штейнера момент инерции указанного тела

, (10)

где J₂ – момент инерции тела относительно оси, проходящей через центр массы тела;

d – расстояние от оси вращения платформы до оси симметрии груза массой (расстояниеd определяют штангенциркулем).

5. Вычислить погрешность косвенных измерений (стр.103–105).

6. Результат измерения J записать в виде:

7. Результаты всех измерений занести в таблицу.

   Измерения

   Измеряемые величины

   t, с

   n

   T0, с

   T1, с

   T3, с

   r, м

   ℓ, м

   R, м

   m0, кг

   m1, кг

   J0, кг·м^2

   J1, кг·м^2

   J2, кг·м^2

   J3, кг·м^2

   J4, кг·м^2

   d, м

   1. Определение момента инерции, не нагруженной платформы. 2. Определение момента инерции тела относительно оси, проходящей через центр масс. 3. Проверка теоремы Штейнера.

8. Сделать соответствующий вывод.