ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ

Рассредотачивания МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ

Методические указания к лабораторной работе № 10-Б по физике

(Раздел «Механика»)

Ростов-на-Дону 2009

Составители: С.И. Егорова, И.Н. Егоров, Г.Ф. Лемешко, В.С. Кунаков

УДК 530.1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ Рассредотачивания МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ: Способ. указания. - Ростов на дону н/Д ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ: Издательский центр ДГТУ, 2009. - 8 с.

Указания содержат короткое описание рабочей установки и методики определения момента инерции на приборе Обербека.

Методические указания созданы для студентов инженерных специальностей всех форм обучения в лабораторном практикуме по физике (раздел «Механика и молекулярная физика»).

Печатается по решению методической комиссии факультета

«Нанотехнологии и композиционные материалы»

Научный ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ редактор проф., д.т.н. В.С. Кунаков

© Издательский центр ДГТУ, 2009

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10-Б

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ

Рассредотачивания МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ

Цель работы: Исследование зависимости момента инерции системы от рассредотачивания массы относительно оси вращения.

Оборудование: экспериментальная установка, секундомер.

Теоретическая часть.

Маятник Обербека (рис. 1) состоит из шкива радиуса и четырёх ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ крестообразно расположенных тонких стержней, укреплённых на одной горизонтальной оси. По стержням можно перемещать и закреплять в подходящем положении четыре дополнительных груза схожей массы . Маятник приводится во вращательное движение с помощью груза массы , прикреплённого к шнуру, намотанному на шкив.

При разматывании нити груз опускается, пройдя расстояние , измеряемое по шкале. Определив время ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ падения, можно отыскать ускорение, с которым падает груз: . (1)

Запишем 2-ой закон Ньютона для груза в проекции на направление движения:

, (2)

где - сила тяжести, - сила натяжения нити.

На шкив действует сила , под действием которой он совершает вращение с угловым ускорением

. (3)

Так как по третьему закону Ньютона , можно записать, что момент силы ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ, крутящий шкив, равен

. (4)

Запишем основное уравнение динамики вращательного движения

, (5)

где - момент инерции вращающейся системы тел маятника Обербека.

Рис. 1

Подставляя в уравнение (5) из (4) и из (3) , получаем

.

Беря во внимание, что радиус шкива равен половине его поперечника, т.е. , получаем окончательную формулу для вычисления момента инерции системы:

. (6)

Порядок выполнения работы.

1. Установить на крестовине (рис. 1) симметрично ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ четыре груза на наименьшем расстоянии от оси вращения. Занести значение в таблицу 1.

2. Намотать нить на шкив так, чтоб груз находился на определённой высоте . Занести значение в таблицу 2.

3. Отпустить груз и найти время падения его с данной высоты. Измерения повторить пару раз. Результаты занести в таблицу 1.

4. Занести в таблицу 2 величины ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ, обозначенные на установке ( , , ) и их абсолютные погрешности.

5. Посчитать по формуле (6) момент инерции системы . Итог занести в таблицу 2.

6. Повторить п.п. 1, 2, 3, 5 для других расстояний ( ) – по заданию педагога.

7. Выстроить график зависимости момента инерции от расстояния : .

8. Произвести статистическую обработку времени по способу Стьюдента (таблица 3).

9. Посчитать относительную и абсолютную погрешности для ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ по формулам

, (8)

. (9)

10. Занести значения погрешностей в таблицу 2.

Таблица 1

№№
м с м с м с м с м с
Ср.

Таблица 2

кг кг м м кг.м2 кг.м2 кг.м2 кг.м2 кг.м2

Таблица 3

№ пп
с с с2 с с с с
Ср.

Контрольные вопросы

1. Что именуется моментом инерции вещественной точки ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ?

2. Что именуется моментом инерции твёрдого тела? От чего он зависит?

3. Момент инерции тел простейшей формы относительно оси, проходящей через центр инерции.

4. Физический смысл момента инерции.

5. Что именуется моментом силы?

6. Вывести рабочую формулу для определения момента инерции.

7. Записать основной закон динамики вращательного движения.

8. Аксиома Штейнера.

9. Отыскать момент инерции ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ однородного стержня массой и длиной относительно оси, проходящей на расстоянии от его конца.

10. Вывести формулу относительной погрешности для момента инерции.

Рекомендуемая литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики (т.1). М.: Наука, СПб.: Лань, 2006.

2. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш. Шк., 2004.

3. Справочное управление по физике. Ч.1. Механика, молекулярная физика, электричество, магнетизм ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ: Учеб.-метод. пособие.-Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2008.

Техника безопасности

1. К работе с установкой допускаются лица осведомленные с её устройством и принципом деяния.

2. Для предотвращения опрокидывания установки нужно располагать её лишь на горизонтальной поверхности.

Составители: С.И. Егорова, И.Н. Егоров, Г.Ф. Лемешко, В.С. Кунаков

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ Рассредотачивания МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ

Методические указания к лабораторной работе № 10-Б по физике

(Раздел «Механика»)

Редактор А.А.Литвинова

В печать

Объём 0,7 усл.п.л. Офсет. Формат 60х84/16.

Бумага тип №3. Заказ № . Тираж . Стоимость

Издательский центр ДГТУ

Адресок института и полиграфического предприятия:

344010, г.Ростов-на-Дону, пл.Гагарина,1.


opredelenie-verhovnogo-suda-rf-ot-10-dekabrya-2010-g-46-v10-18-informacionnij-byulleten-21.html
opredelenie-verhovnogo-suda-rf-ot-30082016-n-71-kg16-12.html
opredelenie-veroyatnosti-bankrotstva-predpriyatiya-s-ispolzovaniem-rossijskih-metodik.html