4. Порядок выполнения работы

Приборы и принадлежности: крестообразный маятник, набор грузов, секундомер, штангенциркуль, масштабная линейка.

4.1. Проверка зависимости углового ускорения от велечины вращающего момента при неизменном моменте инерции

4.1.1. Снять подвижные грузики m со стержней маховика.

4.1.2. Измерить штангенциркулем диаметр шкива в трех разных направлениях, найти его радиус r_o и занести в таблицу 1.

4.1.3. Подвесить груз массой m_o к концу нити. Слегка натягивая одной рукой нить, а другой рукой поворачивая крестовину, намотать нить на шкив. Нужно следить за тем, чтобы нить накручивалась в горизонтальном положении и ложилась на поверхность шкива туго и слоями. Величина m_o указана на поверхности груза.

4.1.4. Придерживая рукой за стержень, установить крестовину так, чтобы нижнее основание груза m_o пришлось против одного из верхних делений вертикальной миллиметровой линейки и груз не цеплялся при падении за столик.

4.1.5. Отпустить крестовину и в момент, когда система стронется с места, запустить секундомер. Остановить секундомер нужно в фиксируемый на слух момент, когда груз ударится об пол. Отсчет по секундомеру дает время падения t, а отсчет по масштабной линейке- высоту падения h (время падения с одной высоты h определяю три раза и берут среднее значение t_{с р}).

4.1.6. По формулам определить соответственно линейное ускорение груза a и угловое ускорение маховика Е.

a= 2h/t²

Е=a/r_o

4.1.7. По формулам найти силу натяжения нити Т и вращающий момент М.

T=m_o (g-a)

M=Tr_o

4.1.8. Повторить опыт (п.п. 4.1.3.-4.1.7.), изменив массу падающего груза m_o (т.е. изменив вращающий момент М).

4.1.9. Проверить правильность соотношения.

М₁/М₂=Е₁/Е ₂

4.1.10. Подсчитать величину расхождения в численных значениях М₁/М₂ и Е₁/Е ₂, выраженную в процентах от большого из этих значений.

4.1.11. Вычислить момент инерции маховика без грузиков на стержнях, воспользовавшись уравнением, и взять среднее значение из двух результатов, т.е.

J_o=M/Е

J_o=J₀₁+J₀₂/2, где J₀₁=M₁/Е₁, J₀₂=M₂/Е₂

4.1.12. Данные измерений и вычислений занести в таблицу 1.

Таблица 1

Проверка соотношения Е₁/Е₂=М₁/М₂ при J_o=const

номер

ro м

Mo кг

h м

t c

tср c

a м/с^2

Е рад/с^2

Т H

M H*м

J01 кг* м^2

J02 кг* м^2

J0 кг* м^2

E1/E2

М1/М2

оп

изм

1

1

2

3

2

1

2

3