Література: Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. – К.: Вища школа. 1987. стор. 51-57. Александрова Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики. icon

Література: Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. – К.: Вища школа. 1987. стор. 51-57. Александрова Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики.




НазваЛітература: Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. – К.: Вища школа. 1987. стор. 51-57. Александрова Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики.
Дата08.10.2014
Розмір45.5 Kb.
ТипДокументи

107. ВИЗНАЧЕНёНЯ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ ТІЛ ЗА ДОПОМОГОЮ ТРИФІЛЯРНОГО ПІДВІСУ.
ЗАВДАННЯ: Визначити момент інерції тіл довільної форми за допомогою трифілярного підвісу та перевірити теорему Штейнера на досліді.
ЛІТЕРАТУРА: 1. Дущенко В.П., Кучерук І.М. Загальна фізика. – К.: Вища школа. 1987. стор. 51-57.

2. Александрова Н.В., Яшкин А.Я. Курс общей физики. Механика. М., “Просвещение”, 1978, стр. 233-235.

3. Стрелков С.П. Механика. Общий курс физики. – М.: Наука, 1975, стр.210-214.

4. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Механика. – М.: Наука, 1974, стр. 173-183.

5. Горбачук І.Т. та ін. Загальна фізика: Лабораторний практикум. К.: Вища школа, 1992, стор. 76-78.
^ ПРИЛАДИ І МАТЕРІАЛИ:

  1. Трифілярний підвіс.

  2. Штангенциркуль.

  3. Секундомір.

  4. Набір тіл, момент інерції яких визначають.


Теоретичні відомості:
Момент інерції тіла довільної форми можна виміряти методом трифілярного підвісу. Трифілярний підвіс являє собою круглу плоску платформу у вигляді диска, поміщену на трьох симетрично розміщених по вершинах рівнобічного трикутника металевих нитках (рис.). Радіус платформи R0. Верхні кінці ниток прикріплені до невеликого диска радіуса r0. Трифілярний підвіс кріпиться до спеціального кронштейна, вмонтованого в стіну. Платформа може здійснювати крутильні коливання навколо вертикальної осі, яка перпендикулярна до її площини і проходить через її центр. Обертальний імпульс до початку обертальних коливань реалізується поворотом верхнього диска за допомогою спеціального пристрою (на ньому кріплять горизонтальну шайбу, від якої відходить шнур, перекинутий через блок) навколо вертикальної осі на невеликі кути. При цьому платформа повертається навколо вертикальної осі без маятникоподібних коливань (вони дуже утруднюють вимірювання). Кут повороту платформи визначають методом дзеркала і шкали. Дзеркало закріплене на осі повороту установки під платформою. Для одержання зайчика на шкалі призначений освітлювач (лампа з щілиною і лінза). Відстань від дзеркала до шкали відома.




При крутильних коливаннях платформи її центр мас переміщується вздовж осі обертання, набуваючи найвищого положення (hmax) при максимальному відхиленні платформи від положення рівноваги та найнижчого при проходження положення рівноваги.
При відсутності зовнішніх сил, які діють на трифілярний підвіс, і при малих кутах відхилення від рівноважного положення платформа коливається за гармонічним законом

(1)

Якщо знехтувати роботою сил тертя, то за законом збереження

енергії маємо

, ( 2 )

де Iz і ─ відповідно момент інерції платформи відносно осі обертання і її маса;

─ кутова швидкість при проходженні платформою положення рівноваги;

─ прискорення вільного падіння. Із закону коливання диска (1) максимальне значення кутової швидкості

ω.

Висота max , на яку підніметься диск при повороті на кут φ0 ,

, або . ( 3 )

З рисунка
;

Можна вважати, що . Тоді, підставивши в (3) значення 1 і 2 , матимемо

hmax =.

Через те, що кут φ0 дуже малий, sin2 . Отже,

hmax = .

Підставивши значення ωmax і в (2), матимемо робочу формулу для визначення моменту інерції платформи




(4)


  1. Повернути верхній диск на деякий кут і секундоміром визначити період коливання системи. При цьому слід виміряти час 20-30 повних коливань.

  2. За формулою ( 4 ) обчислити момент інерції ненавантаженої системи Іz , знаючи наперед R0 , r0 , m і L.

  3. Покласти на нижній диск тіло, момент інерції якого треба визначити. Визначити масу m1 тіла на період коливання Т1 системи з тілом.

За формулою ( 4 ) обчислити момент інерції всієї системи, враховуючи, що її маса дорівнюватиме m + m1. Момент інерції – величина адитивна, тому I = I1+ Iz і момент інерції досліджуваного тіла I1 = I - Iz. Порівняти результат з теоретичним.

  1. Вивести формулу для обчислення відносної та абсолютної похибок і визначити їх для моменту інерції тіла.

  2. Перевірити теорему Штейнера на двох однакових циліндричних тілах з масами m2. Спочатку за п. 3 визначити момент інерції одного тіла I2, поклавши його на платформу так, щоб вісь обертання проходила через його центр мас. Потім розмістити обидва тіла симетрично вздовж діаметра платформи. За формулою ( 4 ) обчислити момент інерції системи, врахувавши загальну масу системи m + 2m2 I3 = Iz + 2I4 і

.

Порівняти експериментально визначену величину I4 з обчисленою за теоремою Штейнера: I4 = I2 + m2d2 (відстань d виміряти штангенциркулем).


^ ПИТАННЯ ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ:
Досліджувані тіла надійно закріплювати на нижній платформі.

При навантаженні нижньої платформи не допускати падіння досліджуваних тіл на стіл або підлогу.

Не завантажувати через міру нижню платформу.

^ КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ:


  1. Що називається моментом інерції твердого тіла?

  2. Як визначають момент інерції тіл за допомогою крутильних коливань?

  3. Під впливом якої сили трифілярний підвіс здійснює крутильні коливання?

  4. Знайти зв”язок між моментом інерції тіла відносно двох різних паралельних осей та сформулювати теорему Штейнера.

  5. Як розрахувати момент інерції відносно вісі, що перпендикулярна до його площини і проходить через його центр мас?

  6. Які можливі джерела похибок при виконанні цїєї роботи?

Схожі:

Література: Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. – К.: Вища школа. 1987. стор. 51-57. Александрова Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики. icon114. вивчення модуля зсуву методом коливання
Література: Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. – К.: Вища школа, 1987, с. 74-79
Література: Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. – К.: Вища школа. 1987. стор. 51-57. Александрова Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики. iconВизначення густини тіла правильної геометричної форми. Завдання: Визначення густини тіла правильної геометричної форми. Література
Література: Александров Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики. Механика. М., “Просвещение”, 1978. С. 47-54
Література: Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. – К.: Вища школа. 1987. стор. 51-57. Александрова Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики. iconВизначення густини рідин методом пікнометра. Завдання: Визначити густину досліджуваної рідини за допомогою пікнометра. Література
Література: Горбачук І. Т. та ін. Загальна фізика: Лабораторний практикум. К.: Вища школа, 1992, с. 56 – 58. 61
Література: Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. – К.: Вища школа. 1987. стор. 51-57. Александрова Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики. iconВизначення густини твердих тіл методом пікнометра. Завдання: Визначити густину твердого тіла за допомогою пікнометра. Література
Література: Горбачу та ін. Загальна фізика. Лабораторний практикум. К.: “Вища школа”, 1992, с. 56 – 57, 61
Література: Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. – К.: Вища школа. 1987. стор. 51-57. Александрова Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики. iconРуководство для врачей: в 3-х т.,Т. 1, под общей редакцией Ф. И. Комарова Г. М.: Медицина, 1997
Внутренние болезни под ред проф. Г. И. Бурчинского. – Киев, „Вища школа”, 1987. – 576 с
Література: Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. – К.: Вища школа. 1987. стор. 51-57. Александрова Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики. iconПрограма Предмет: моделювання в електроніці
Курс спирається на дисципліни „Вища математика”, „Загальна фізика”, „Основи програмування та алгоритмічні мови”
Література: Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. – К.: Вища школа. 1987. стор. 51-57. Александрова Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики. iconХіі. Література основна література
Білуха М. Т. Основи наукових досліджень: Підручник для студентів вищих навчальних закладів. – К.: Вища школа, 1997. – 271 с
Література: Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. – К.: Вища школа. 1987. стор. 51-57. Александрова Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики. iconТема макроекономічна модель країни
Література: Манків (розділи 2; 8-1). Мікроекономіка і макроекономіка (Ч.ІІ, теми 1; 2; 15). Мэнкью ( гл. 2‚ стор. 57-83 ); Макконел‚...
Література: Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. – К.: Вища школа. 1987. стор. 51-57. Александрова Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики. iconЖ. Б. Мольєр в оцінці І сприйнятті І. Франка. С. 92-97
Республіканський міжвідомчий науковий збірник. Виходить з 1966 р. Випуск 48. Іван Франко. Статті та матеріали. – Львів: Видавництво...
Література: Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. – К.: Вища школа. 1987. стор. 51-57. Александрова Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики. iconВизначення прискорення вільного падіння за допомогою оборотного маятника катера. Завдання: Визначення прискорення вільного падіння. Література
Література: Архангельский М. М. Курс физики. Механика. Изд. 3-е перераб., М.: Просвещение, 1975, гл. V, § 3; гл. ХIV, § 1, 3
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи