Порядок выполнения работы

1. Измерить с помощью штангенциркуля диаметр вала. Определить радиус вала и указать погрешности измерения Dr, Е_r. Результаты вычислений занести в таблицу 1.

2. Намотать на вал шнур, поднимая груз Р на высоту h (колёса вращать в направлении стрелки как показано на рис.2). С помощью секундомера определить время падения груза Р с высоты h. Опыт повторить не менее 3-х раз, не меняя высоты h. Указать погрешности Dh, Е_h Результаты измерений занести в таблицу 1.

3. Определить высоту h₁, на которую поднимается груз Р после падения. Опыт повторить не менее 3-х раз. Результаты измерений занести в таблицу 2.

4. По общим правилам, приведённым в конце руководства, определить погрешности измерений в таблицах 1 и 2. Коэффициент надёжности a, необходимый для вычисления коэффициента Стьюдента, задаёт преподаватель.

5. По результатам измерений вычислить момент инерции махового колеса по формуле:

,

где m – масса падающего груза (m = (8,0 0,1) кг). Результаты вычислений занести в таблицу 3.

6. Определить относительную и абсолютную погрешности момента инерции махового колеса по формулам: Е_I = 2Е_t, DI = I^.Е_I. Результаты вычислений занести в таблицу 3.

7. Округлив полученные результаты, записать ответ по форме:

Ответ: момент инерции махового колеса равен: I = ( ± DI)× ед. измерения.

Пример. Ответ: момент инерции диска равен:

I = (0,10 ± 0,01) кг×м².

Таблица 1 Измерение времени падения груза

№	ti, c	Dti, c	(Dti)2, c2	Данные и результат
				a = tna =
				= Dt = Еt =
				r = Dr = Еr =
n(n-1)=	<t>=	Dtp=	Snt=	h = Dh = Еh = t = <t> ± Dt

Таблица 2 Измерение высоты поднятия груза после опускания

№	h1i, м	Dh1i, м	(Dh1i)2, м2	Данные и результат
				a = tna =
				= Dh1 = Еh1 =
n(n-1)=	<h1>=	Dh1p=	Snh1=	h1 = <h1> ± Dh1

Таблица 3 Вычисление момента инерции опытным путём

I, кг.м2	DI, кг.м2	ЕI	I = <I> ± DI, кг.м2

Таблица 4 Вычисление момента инерции махового колеса

I¢, кг.м2	DI¢, кг.м2	ЕI¢	I¢ = <I¢> ± DI¢, кг.м2

Таблица 5 Вычисление силы трения в опоре

Fтр, Н	DFтр, Н	ЕFтр	Fтр = <Fтр> ± DFтр, Н

8. Вычислить момент инерции махового колеса I^’ по формуле:

где m₁ – масса махового колеса, m₁ = (7,1 0,1) кг,

R – радиус махового колеса, R = (0,20 0,01) м

и сравнить его с экспериментально определённым моментом инерции махового колеса I. Результаты вычислений занести в таблицу 4.

9. Определить относительную и абсолютную погрешности момента инерции махового колеса I¢ по формулам: . Результаты вычислений занести в таблицу 4.

10. Округлив полученные результаты, записать ответ по форме:

Ответ: момент инерции махового колеса равен: ед. измерения.

11. По результатам измерений вычислить силу трения в опоре по формуле:

где m – масса падающего груза (m = (8,0 0,1) кг).

Результаты вычислений занести в таблицу 5.

12. Определить относительную и абсолютную погрешности силы трения в опорепо формулам: Результаты вычислений занести в таблицу 5.

13. Округлив полученные результаты, записать ответ по форме:

Ответ: Сила трения в опоре равна: F_тр = ( ) ед. измерения.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дать определение момента инерции точки, тела, выяснить его физический смысл.

2. Как определить линейное ускорение груза, угловое ускорение махового колеса?

3. Рассказать о трении, чем оно обусловлено.

4. Что называется силой нормального давления, коэффициентом трения, от чего зависит?

5. Вывести расчетные формулы для момента инерции махового колеса и силы трения в опоре.

ЛИТЕРАТУРА

1. Савельев И.В. Курс общей физики. М., 1982, т.I, §§ 19, 38, 39.

2. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. М., 1972, т.I, §§ 2, 11.

3. Грабовский Р.И. Курс физики. М., 1980, ч. I, §§ 11, 21-23.

Приложение