2.7. Рекомендації до оформлення звіту

1. У табл. “Прилади” укажіть межу вимірів, ціну поділки і точність відліку секундоміра, штангенциркуля, лінійки і гирки (по масі найменшої гирки).

2. У розділі “Застосовувані розрахункові формули” приведіть формули (2.10) – (2.16).

3. У розділі “Обробка результатів вимірів” зробіть підстановку чисельних даних у формули (2.10) – (2.16).

4. Порівняйте експериментальне та теоретичне значення моменту інерції диска. Ці значення в межах похибок повинні співпадати.

2.8. КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Приведіть аналогію між поступальним та обертальним рухом.

2. Який фізичний зміст моменту інерції? Від чого він залежить?

3. Виведіть розрахункову формулу (2.9). Як буде виглядати ця формула, якщо знехтувати силами тертя?

4. Тіло обертається за законом ( –в радіанах, – в секундах. Знайти кутову швидкість і кутове прискорення в момент часу

ЛІТЕРАТУРА

1. Михайленко В.І. Білоус, Ю.М. Поповський. Загальна фізика., К., с. 53-56.

Лабораторна робота № 1.2

ВИЗНАЧЕННЯ  МОМЕНТУ  ІНЕРЦІЇ ВЕЛОСИПЕДНОГО КОЛЕСА

1. ПРИЛАДИ І ПРИладдя

Рис.1.1

Рис. 5

Установка для виміру моменту інерції, вертикальна лінійка, секундомір, штангенциркуль, гирка, ваги.

2. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА УСТАНОВКА

Виміри проводяться на установці, показаній на рис. 1.1.

Велосипедне колесо радіуса R може вільно обертатися навколо горизонтальної осі О. На цю ж вісь насаджений шків радіуса r, на який намотана нитка. Колесо приводиться в обертання силою натягу нитки, до вільного кінця якої підвішена гирка масою т.

3. ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

Вивчіть розділ 1.1 (сторінки 2–5).

4. ВИведення РОЗРАХУНКОВОЇ ФОРМУЛИ

Виведіть формулу (2.7).

5. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ ВИМІРІВ

1. Вимірюємо масу гирки т.

2. За допомогою штангенциркуля вимірюємо діаметр шківа d.

3. Піднімаємо гирку на висоту Н, значення якої визначаємо за допомогою вертикальної лінійки, укріпленої на стіні.

4. Опустивши гирку, одночасно включаємо секундомір і вимірюємо час падіння t.

5. Відзначаємо висоту H₁ підняття гирки після її удару об підлогу.

Виміри по п.п. 3-5 проводимо 5 разів. Результати вимірів заносимо в таблицю 1.

6. Обробка результатів вимірів

1. По експериментальним даним обчислюємо t_ср, H_1cp і відповідні середні квадратичні похибки вимірів S_t і S_H1. Результати обчислень заносимо в таблицю 1.

Таблиця 1

№	t,c	t, c	t^210^-4	H1, мм	H1x 10^-2, мм	H1^210^-4
1 2 3 4 5							m= ... кг d= ... мм g= 9,81 м/с^2 H= ... м
	tср=	t^2=		H1ср=	H1^2=

Використовуючи середні значення величин t_cp, і H_1cp обчислюємо момент інерції колеса за формулою (2.7).

2. Обчислюємо середньоквадратичну похибку у визначенні моменту інерції:

(3.1)

3. Кінцевий результат записуємо у виді:

(3.2)

7. РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ

1. У табл. “Прилади” укажіть межу вимірів, ціну поділки і точність відліку секундоміра, штангенциркуля, лінійки і важка (по масі найменшої гирки).

2. У розділі “Застосовувані розрахункові формули” приведіть формули (2.7), (3.1), (3.2).

3. У розділі “Обробка результатів вимірів” зробити підстановку чисельних даних у формули (2.7), (3.1), (3.2).

8. КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Проведіть аналогію між поступальним та обертальним рухом.

2. Який фізичний зміст моменту інерції? Від чого він залежить?

3. Виведіть розрахункову формулу (2.7). Як буде виглядати ця формула, якщо знехтувати силами тертя?

ЛІТЕРАТУРА

1. В.І. Михайленко, В.М. Білоус, Ю.М. Поповський. Загальна фізика. К., с. 53-56.

Лабораторна робота № 1.3.

ВИЗНАЧЕННЯ  МОМЕНТУ  ІНЕРЦІЇ КОЛЕСА МЕТОДОМ

КОЛИВАНЬ

1. ПРИЛАДИ І ПРИладдя

Рис.1.1

Рис. 6

Велосипедне колесо, куля, секундомір, ваги, штангенциркуль.

2. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА УСТАНОВКА

Виміри проводяться на установці, показаній на рис. 1.1.

2. ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

Вивчіть розділ 1.1 (сторінки 2–5).

4. ВИведення РОЗРАХУНКОВОЇ ФОРМУЛИ

Закріпимо на ободі колеса кулю масою т. У результаті одержимо фізичний маятник.

Фізичним маятником називається тіло, що виконує коливання під дією сили ваги навколо горизонтальної осі, що не проходить через центр мас.

Період коливань Т фізичного маятника визначається формулою

,

(1)

де I – момент інерції маятника відносно осі підвісу (вісь О на рис. 1.1), т  ‑  маса маятника, а l – відстань від осі підвісу до центру мас (точка С). У нашому випадку

,

(2)

Відстань l можна знайти з умови рівності моментів сил

.

Звідси

,

або з врахуванням (2)

,

(3)

З (1) знайдемо момент інерції маятника:

.

З врахуванням (3) одержимо:

(4)

Момент інерції маятника дорівнює сумі моментів інерції колеса і кулі відносно осі підвісу:

.