2018-01-08
593
1. С помощью регулируемых по высоте ножек установите стойку прибора в вертикальное положение и, регулируя воротком длину нити, добейтесь горизонтального положения оси маятника (при проведении опытов следите, чтобы положение оси оставалось горизонтальным). Включите в электрическую сеть вилку кабеля питания. Включите прибор в сеть, нажав кнопку “сеть”
2. На обод маховичка наденьте съёмное кольцо. Выпишите массы: 
- масса оси, 
- масса маховичка, 
- масса съемного кольца, указанные непосредственно на них. Сумму масс 
, выраженную в кг, занести в таблицу 10.1.
3. Измерьте высоту расположения нижней грани маятника с кольцом 
в крайней нижней точке.
4. Тщательно, виток к витку, наматывайте на стержень нити подвеса до достижения крайнего верхнего положения. Зафиксируйте положение маятника электромагнитом, кнопка “пуск” должна быть отжата.
5. Измерьте высоту расположения нижней грани маятника с кольцом 
в верхнем положении. Пройденный маятником путь при его опускании составит 
. Запишите значение 
в таблицу по форме 10.1.
6. Измерьте диаметр оси маятника штангенциркулем, определите радиус оси 
и занесите его значение, выраженное в метрах, в таблицу по форме 10.1.
7. Одновременно с нажатием кнопки “пуск” (выкл. электромагнит) включить секундомер. Остановить отсчет времени по достижении маятником крайнего нижнего положения. Записать результат измерения в таблицу 10.1, повторить опыт с первым кольцом по п.п. 4-7 4-5 раз для накопления статистики.
8. Рассчитать среднее арифметическое значение 
. Запишите значение в таблицу.
9. Вычислите по формуле (10.10) момент инерции маятника 
. Проведите расчет погрешности измерения.
10. Измерьте радиусы 
, 
, 
, 
; где , , , - внутренний радиус оси, внешний радиус оси, радиус маховичка, радиус съёмного кольца соответственно.
11. Рассчитайте теоретическое значение 
момента инерции маятника.
12. Сравните теоретическое и экспериментальное значение момента инерции маятника.
13. Поменяйте съемное кольцо на другое и выполните действия по пунктам 2-10.
14. Сделайте выводы по работе.
Форма 10.1
| № п/пп | r, м | 
кг
| h, м | t, с | tср, с | Iэкс, кг×м2 | Iср, кг×м2 | r, м | Iтеор, кг×м2 | |
| Кольцо | ||||||||||
| Кольцо | ||||||||||
| Кольцо | ||||||||||
Расчёт погрешностей:
Контрольные вопросы:
1. Какие физические величины характеризуют поступательное движение твердого тела? Их определение, физический смысл, формулы, единицы измерения.
2. Какими величинами описывается вращение твёрдого тела вокруг закреплённой оси? Физический смысл этих величин, формулы
3. Из каких простых движений слагается плоское движение твёрдого тела?
4. Вывод формулы момента инерции маховика на основе закона сохранения энергии.
Используемая литература:
[3] §4.1; 4.2; 4.3; [6] §1.31; 1.32; 1.33; 1.34; [7] §16-19; [5] §7.1-7.3.
Лабораторная работа 1-11 “Изучение характеристик механического гироскопа”
Цель работы: ознакомиться с особенностями динамики быстровращающегося твердого тела и измерить его основные параметры: момент импульса, момент инерции и скорость прецессии.
