2018-01-21
363
Ознакомиться с лабораторной установкой «Унифилярный подвес»».
Замечание. В лабораторной установке используется электронный блок ФМ 1/1, представляющий собой электронный секундомер, совмещенный со счетчиком колебаний. Запуск секундомера осуществляется кнопкой «Пуск», остановка - кнопкой «Стоп». Левый дисплей показывает число колебаний. Результаты измерения времени высвечиваются на правом дисплее. Обнуление показаний обоих дисплеев происходит при нажатии кнопки «Сброс».
Снять цилиндры с рамки.
1. Рамку без цилиндров отклонить на угол 
и, нажав кнопку «Сброс» электронного блока, зафиксировать ее.
2. Нажать кнопку «Пуск» и измерить время 
десяти полных колебаний рамки. Показание таймера занести в табл. 1. Этот опыт проделать три раза.
3. Рассчитать период колебаний рамки по формуле 
. Результаты занести в табл. 1.
4. Штангенциркулем измерить диаметр 
одного из цилиндров 7. Записать в табл. 1 значение радиуса цилиндра 
, расстояние 
от оси вращения рамки до оси одного из цилиндров и его массу 
(её значение указано на торце цилиндра).
5. Поместить на рамку цилиндры и, повторив операции, описанные в пункте «2», измерить время 
десяти полных колебаний. Рассчитать период колебаний рамки с цилиндрами по формуле 
. Результаты занести в табл. 1.
6. По формуле (10) рассчитать момент инерции рамки и записать его в табл. 2.
Замечание: для упрощения дальнейших расчетов рекомендуется вычислить и записать множитель 
отдельно.
7. Рассчитать абсолютную погрешность 
по методике обработки воспроизводимых косвенных измерений. При расчете множитель 
(см. «Замечание») считать константой. Полученный результат занести в табл. 2.
8. Снять цилиндры. Установить исследуемое тело (параллелепипед) в рамку. Определить время 
десяти полных колебаний, повторив операции пунктов «2»-«3». Вычислить период колебаний рамки с исследуемым телом 
. Результаты занести в табл. 2.
9. По формуле (7) вычислить экспериментальное значение 
момента инерции исследуемого тела.
10. Рассчитать абсолютную 
и относительную 
погрешности по методике обработки косвенных воспроизводимых измерений. Записать конечный результат и занести в табл. 2.
11. При помощи штангенциркуля определить размеры 
, 
, 
параллелепипеда и по формуле (3) вычислить теоретическое значение момента инерции параллелепипеда 
(плотность металла 
= 7900 
). Результаты измерений и вычислений записать в табл. 3.
12. Сравнить экспериментальное 
и теоретическое значения момента инерции исследуемого параллелепипеда. Сделать выводы.
Таблица 1
| 
| 
| 
| 
| 
|
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| |
| Ед.изм. | с | c | c | с | c | c | c | c | c | c | кг | м | м |
Таблица 2
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| |
| Ед. изм. | с | с | c | с | с | 
|
|
|
| % |
Таблица 3
| 
| 
| 
| 
|
| 
| 
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Момент инерции твёрдого тела относительно оси вращения.
2. Теорема Штейнера.
3. Вывод формулы для расчёта момента инерции прямоугольного параллелепипеда относительно оси симметрии.
4. Вывод формулы для расчета момента инерции рамки по методу крутильных колебаний.
5. Вывод формулы для расчета экспериментального значения момента инерции прямоугольного параллелепипеда методом крутильных колебаний.
