Определение момента инерции тел методом крутильных колебаний

ГК РФ по высшему образованию

ИжГТУ

Кафедра физики

Лабораторная   работа  № 5

 “Определение момента инерции тел

методом крутильных колебаний ”  

Выполнил                                 студент группы 2-16-Л:               Димитрошкин А.Ю.

Проверил                           преподаватель:                Кузнецова Т.В.              

                   Ижевск                                          

                    1999                                        

Цель работы:

а) определить момент инерции тела относительно оси, проходящей через центр массы тела;

б) проверить теорему Штейнера.

Приборы и принадлежности:

трифилярный подвес, секундомер, линейка, штангенциркуль, два одинаковых тела (масса m1=0,5 кг), весы.

 Ход работы. 

Упражнение № 1

Определение момента инерции ненагруженной платформы.

1. Измерить радиус R платформы, радиус r верхнего диска, длину l нитей подвеса. Масса платформы заданна с точностью

±Δm0, m0=(30 ±0,2)⋅10-2 кг

R=0,129 м

r=0,049 м

l=0,93 м

2. Создать крутильные колебания, для чего повернуть платформу вокруг вертикальной оси на 5-6° и отпустить.

3. Не останавливая платформу, измерить время t0 20 полных колебаний. Опыт повторить три раза, рассчитать <T0>:

 где n - число колебаний.

, где x - число измерений.

<t0> =                

4. Рассчитать момент инерции платформы по формуле:

                                                   (1)

5. Оценить погрешность измерения по формуле:

,

где ΔR, Δr, Δl - приборные; ΔT0=Δt - случайные погрешности.

Δm0=0,002 кг,

 ⇒ ,

 ⇒ 3,2⋅=

=1,913099(c)

ΔI0=0,0043177(кг⋅м2).

Упражнение № 2

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

1. Тело массой m1 поместить на платформу так, чтобы ось вращения проходила через центр массы тела.

2. Определить среднее значение периода <T1> крутильных колебаний платформы вместе с телом как указанно в упр.1. Рассчитать момент инерции платформы с телом по формуле: