Измерения
Подготовка к измерениям: Чтобы подготовить устройство к работе, необходимо:
Измерение момента инерции маятника
На ось маятника намотать нить подвески и зафиксировать ее.
Проверить, отвечает ли нижняя грань кольца нулю шкалы на колонке. Если нет, отвинтить верхний кронштейн и отрегулировать его высоту. Привинтить верхний кронштейн.
Нажать кнопку «ПУСК» миллисекундомера (сотового телефона).
В момент прохождения маятником нижней точки остановить миллисекундомер.
Намотать на ось маятника нить подвески, обращая внимание на то, чтобы она наматывалась равномерно, один виток рядом с другим.
Фиксировать маятник, обращая внимание на то, чтобы нить в этом положении не была слишком скручена.
Записать измеренное значение времени падения маятника.
Определить замер времени n = 10 раз.
Определить значение среднего времени падения маятника по формуле:
(12)
где n – количество выполненных замеров, ti – значение времени, полученное в i – том замере, t – среднее значение времени падения маятника.
По шкале на вертикальной колонке прибора определить расстояние, проходимое маятником за время падения.
Используя формулу (11) и известные значения диаметров dо и dн , определить диаметр оси вместе с намотанной на нее нитью.
По формуле (10) вычислить массу маятника вместе с кольцом, наложенным в данном опыте. Значения масс отдельных элементов нанесены на них.
По формуле (9) определить момент инерции маятника.
Сравнить с теоретическим значением момента инерции
Iтеор = Iо + Iм ,
где Iо – момент инерции оси, Iм - момент инерции маховика, которые вычисляются по следующим формулам:
Iо = moro2/2 ; Iк = mмrм2/2 .
Практические данные:
Длина маятника.
Таблица 1.
l, м |
t1 |
t2 |
t3 |
t4 |
t5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подставив все и вычислив получим:
I1=(0.000900.00001) кг*м2.
Вывод: В ходе работы были определены моменты инерции маятника для разных длин намотанной нити и определены погрешности. Сравнение результатов расчётов и экспериментальное значение обнаруживает значительное различие данных.
Вывод: Мы определили экспериментальный и теоретический моменты инерции маятника, которые составили
и сравнили их
-
Движение маятника Максвелла представляет собой пример плоского движения твердого тела, при котором траектории всех его точек лежат в параллельных плоскостях. Это движение может быть сведено к поступательному движению маятника и вращательному движению вокруг оси, проходящей через его центр масс перпендикулярно этим плоскостям.
Такой тип движения широко распространен в технике: качение цилиндра по плоскости, колеса автомобиля, катка дорожной машины, движение вращающегося винта вертолета и т. д.
-
Целью настоящей лабораторной работы является экспериментальное ознакомление с плоским движением твердого тела на примере маятника Максвелла и определение момента инерции маятника.