108. визначення моменту інерції твердих тіл методом коливань за допомогою уніфіляра гаусса. Завдання icon

108. визначення моменту інерції твердих тіл методом коливань за допомогою уніфіляра гаусса. Завдання




Скачати 43.88 Kb.
Назва108. визначення моменту інерції твердих тіл методом коливань за допомогою уніфіляра гаусса. Завдання
Дата08.10.2014
Розмір43.88 Kb.
ТипДокументи

108. ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ ТВЕРДИХ ТІЛ МЕТОДОМ КОЛИВАНЬ ЗА ДОПОМОГОЮ УНІФІЛЯРА ГАУССА.
Завдання: Визначити момент інерції тіл правильної та неправильної геометричної форми.

Література: 1. Дущенко В.П., Кучерук І.М. Загальна фізика. Механіка. – К.: Вища школа, 1987, стор. 51-57.

2. Александров Н.В., Яшин А.Я. Курс общей физики. Механіка. – М.: Просвещение, 1978, стор. 233-238.

3. Стрелков С.П. Механіка. – М.: Наука, 1975, стр. 211-213.
ПРИЛАДИ І МАТЕРІАЛИ:

  1. Тіла неправильної геометричної форми, що складається з диску, стрілки-показчика, затискачів.

  2. Пружна нитка.

  3. Тіло правильної геометричної форми (металеве кільце).

  4. Секундомір.

  5. Штангенциркуль.

  6. Технічні терези.


^ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ:
Процес коливання під дією сили, яка виникає під час пружної деформації кручення відбувається ізохорно, тобто період коливань не залежить від кута відхилення. Подібність таких коливань маятника дає змогу застосувати формулу періоду коливань маятника і до пружних коливальних процесів, що виникають при крученні.

Період повного коливання фізичного маятника визначається за формулою:

( 1 )
де - вага фізичного маятника; - момент інерції маятника; - віддаль від центра маятника до осі обертання.

Застосовуючи формулу ( 1 ) до опису коливань твердого тіла-неправильної геометричної форми, підвішеного на пружній нитці, необхідно замінити момент інерції фізичного маятника Im моментом інерції твердого тіла неправильної геометричної форми Iпідвішеного до пружної нитки, а момент спрямовуючої сили земного тяжіння моментом внутрішніх пружних сил пружної нитки.

Тоді період повного коливання досліджуваного тіла:
( 2 )
Для стержня (пружної нитки) довжиною і радіусом модуль кручення визначається за формулою:
( 3 )
Якщо до тіла неправильної геометричної форми (системи з пружної нитки та затискачів з диском) концентрично прикріпити кільце (тіло правильної геометричної форми) з відомим моментом інерції I1, то період коливання утвореної системи дорівнюватиме:
( 4 )

Піднесши до квадрату рівності ( 2 ) та ( 4 ), та поділивши почленно одна на одну одержимо робочу формулу для визначення моменту інерції твердих тіл неправильної геометричної форми за допомогою уніфіляра Гаусса:

( 5 )



Отже, знаючи момент інерції тіла правильної геометричної форми (кільця) та визначивши періоди коливань системи Т та Т1, можна знайти момент інерції тіла неправильної геометричної форми.
^ ОПИС ПРИЛАДУ:
Схему приладу наведено на мал. 1.

До нижнього кінця закріпленої зверху нитки (дротини) 1 за допомогою затискача 3 прикріплено горизонтальний диск 2. За допомогою затискача 4 до диску під”єднана стрілка-показчик 5. В ході експерименту до нижньої частини диску 2 за допомогою гайки 6 прикріплюється кільце 7 з відомим зовнішнім радіусом R1 та внутрішнім радіусом R2 і масою m.
^ ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ:


  1. Пересвідчитися, що уніфіляр Гауса перебуває в положенні рівноваги.

  2. Штангенциркулем виміряти зовнішній та внутрішній радіуси кільця R1 та R2.

  3. На технічних терезах знайти масу m кільця.

  4. Закрутити диск на невеликий кут (близько 7 - 80) навколо своєї осі та відпустити. Під дією пружних сил диск почне коливатися. Відрахувати кількість повних коливань спостерігаючи за рухом стрілки-показчика. За секундоміром визначити час певної кількості повних коливань уніфіляра. Знайти період повного коливання системи Т.

  5. Дослід повторити 4 – 5 раз.

  6. До нижньої частини диску прикріпити кільце за допомогою гайки.

  7. Повторити 4 – 5 раз виміри, як зазначено в п. 4. Знайти період повного коливання системи з кільцем Т1.

  8. За формулою обчислити момент інерції кільця.

  9. Підставивши значення обчислених Т, Т1 у робочу формулу ( 5 ) знайти момент інерції системи, що складається з пружної нитки, диску та затискачів, тобто тіл неправильної геометричної форми.



ПИТАННЯ ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ:
При виконанні лабораторної роботи строго дотримуватись загальних правил техніки безпеки в лабораторії механіки.
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ:


  1. Що називається моментом інерції твердого тіла?

  2. В яких одиницях СІ вимірюється момент інерції твердих тіл?

  3. Вивести формулу для розрахунку моменту інерції кільця з зовнішнім радіусом R1 і внутрішнім радіусом R2.


Мал. 1

Схожі:

108. визначення моменту інерції твердих тіл методом коливань за допомогою уніфіляра гаусса. Завдання iconПрактикум по физике Механика. М.: Высшая школа, 1990. 110 с. Прилади і матеріали
Перевірка закону збереження енергії та визначення момента інерції твердих тіл за допомогою маятника максвелла
108. визначення моменту інерції твердих тіл методом коливань за допомогою уніфіляра гаусса. Завдання iconУдк 531 08 до питання розв’язку проблеми систематизації математичних моделей І методів перетворення моменту інерції
Вступ. Визначення моменту інерції тіл обертання з осьовою симетрією відносно центральної осі обертання є задачею на сьогодні І важливою,...
108. визначення моменту інерції твердих тіл методом коливань за допомогою уніфіляра гаусса. Завдання 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
108. визначення моменту інерції твердих тіл методом коливань за допомогою уніфіляра гаусса. Завдання iconВизначення моменту інерції фізичного маятника та прискорення вільного падіння. Завдання
Завдання: визначити момент інерції фізичного маятника та прискорення вільного падіння за допомогою фізичного маятника
108. визначення моменту інерції твердих тіл методом коливань за допомогою уніфіляра гаусса. Завдання iconЛітература: Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. – К.: Вища школа. 1987. стор. 51-57. Александрова Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики.
...
108. визначення моменту інерції твердих тіл методом коливань за допомогою уніфіляра гаусса. Завдання iconВизначення прискорення вільного падіння за допомогою оборотного маятника
Період коливань маятника визначити, вимірявши двічі час 30 повних коливань. Побудувати графік залежності періоду коливань від положення...
108. визначення моменту інерції твердих тіл методом коливань за допомогою уніфіляра гаусса. Завдання iconРозділ теплове розширення твердих тіл
Тверді тіла при нагріванні розширюються. Це може призвести до виникнення значних механічних напруг, а тому в техніці доводиться запобігати...
108. визначення моменту інерції твердих тіл методом коливань за допомогою уніфіляра гаусса. Завдання iconЛабораторна робота №7 визначення моменту інерції тіла динамічним методом мета роботи
Якщо нитку намотати на шків І тим самим підняти вантаж на висоту, то вантаж отримає запас потенціальної енерґії. Під дією сили тяжіння...
108. визначення моменту інерції твердих тіл методом коливань за допомогою уніфіляра гаусса. Завдання iconЗатверджую
Тверді та аморфні тіла. Типи твердих тіл (ідеальні монокристали, монокристали з дефектами, полікристали). Типи міжатомної взаємодії...
108. визначення моменту інерції твердих тіл методом коливань за допомогою уніфіляра гаусса. Завдання iconЗатверджую
Тверді та аморфні тіла. Типи твердих тіл (ідеальні монокристали, монокристали з дефектами, полікристали). Типи міжатомної взаємодії...
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