Задание

1. При постоянном значении момента силы и момента инерции несколько раз измерить время опускания груза m с одной и той же высоты. Результаты занести в таблицу 1. Оценить случайную погрешность в определении времени t.

2. Для ненагруженной платформы (без дополнительных дисков) измерить время опускания грузов различной массы с заданной преподавателем высоты h, вычислить угловое ускорение по формуле (6) и момент силы по формуле (7). Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 2. Рассчитать по формуле (8) момент инерции ненагруженной платформы для каждого груза, найти среднее значение момента инерции и абсолютную погрешность измерений.

3. Построить график зависимости углового ускорения e от момента силы М (e = f (M))и определить момент инерции I₁ ненагруженной платформы по отношению соответствующих катетов треугольника (см. рис.4 и формулу (8)).

4. Изменить момент инерции вращающейся платформы с помощью дополнительных дисков. Проде­лать такие же опыты и вычисления для двух новых значений момента инерции вращающейся части установки. Результаты измерений и вычислений занести в соответствующие таблицы 3 и 4. На графике e = f(M) построить зависимости углового ускорения e от момента силы М и определить моменты инерции I₂ и I₃ по формуле (8).

5. Построить график зависимости угло­вого ускорения e от момента инерции I ((e = f (I) при произвольно выбранном постоянном значении момента силы М.

5. Оценить погрешность в определении величин I₁, I₂ и I₃.

Внимание! Во всех опытах нить на шкив наматывается в одном направлении.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Таблица 1

№ опыта							Средн.
ti
Dti

Результат представить в виде: t = t_ср ± Dt

e = …. %

Таблица 2

Количество дисков: _ 0 _, h = … м, g = 9.81 м/с, радиус шкива r = ….

№ опыта	mi, …	ti, …	ai, …	ei, …	Мi, …	Ii, …	DIi, …
	0,2
	0,4
	0,6
	0,8
	1,0
Средн.	хххххх	хххххх	хххххх	хххххх	хххххх

Результат представить в виде:

I1 = (I1ср ± DI1) e = …. %

Таблица 3

Количество дисков: ____, h = … м, g = 9.81 м/с, радиус шкива r = ….

№ опыта	mi, …	ti, …	ai, …	ei, …	Мi, …	Ii, …	DIi, …
	0,2
	0,4
	0,6
	0,8
	1,0
Средн.	хххххх	хххххх	хххххх	хххххх	хххххх

Результат представить в виде:

I2 = (I2ср ± DI2) e = …. %

Таблица 4

Количество дисков: ____, h = … м, g = 9.81 м/с, радиус шкива r = ….

№ опыта	mi, …	ti, …	ai, …	ei, …	Мi, …	Ii, …	DIi, …
	0,2
	0,4
	0,6
	0,8
	1,0
Средн.	хххххх	хххххх	хххххх	хххххх	хххххх

Результат представить в виде:

I3 = (I3ср ± DI3) e = …. %

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Дайте определение момента инерции материальной точки и твердого тела.

2. Сформулируйте, что такое угловая скорость и угловое ускорение материальной точки. Какова их связь с линейными скоростью и ускорением?

3. Сформулируйте, что такое момент силы и момент импульса материальной точки, твердого тела.

4. Сформулируйте закон сохранения момента импульса (момента количества движения).

5. Сформулируйте основное уравнение динамики для вращательного движения. Сравните его со 2-м законом Ньютона. Какая величина определяет инерционные свойства тела при его вращении? Какая величина определяет силовое воздействие во вращательном движении?

6. Докажите выражение для момента инерции диска (сплошного цилиндра) радиуса R и массы m относительно их геометрической оси симметрии I = mR ².

7. Сформулируйте теорему Штейнера для момента инерции тела относительно произвольной оси вращения.

8. Запишите закон сохранения энергии для проводимого эксперимента.

9. В чём заключается метод определения момента инерции диска в данной экспериментальной установке?

ЛИТЕРАТУРА:

1. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш.шк., 1985, Гл.1,2,4 §§ 4, 6, 16-19.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. Кн.1. Механика·Молекулярная физика. М.: ”Наука”, 1989, Гл.4, §§ 28, 31-33.

2. Практикум по общей физике. Под ред. проф. В.Ф.Ноздрева. М., «Просвещение», 1971, Гл.1, С.47.