2015-03-07
612
Задание 1: определение периода колебаний сплошного однородного цилиндра.
Момент инерции сплошного однородного цилиндра относительно оси, совпадающей с его геометрической осью, определяется простым соотношением: 
. Подставив это выражение в формулу (3.10) и измерив радиус цилиндра, можно теоретически рассчитать период колебаний. Экспериментально период колебаний находится следующим образом. Цилиндр устанавливают на опорную пластинку и, поворачивая рукоятку 3,предоставляют ему возможность совершать колебания. С помощью секундомера измеряют время 
, в течение которого происходит 
полных колебаний 
. Период колебаний рассчитывается по формуле 
. Измерения повторяют для каждого цилиндра не менее 10 раз и находят среднее значение для периода. Полученные данные заносят в таблицу 3.1. Экспериментальное значение периода (с учетом погрешности) сравнивают с полученным ранее теоретическим значением.
Задание 2: Определение момента инерции тела цилиндрической формы.
Соотношение (3.10) можно использовать для определения момента инерции 
цилиндра сложной формы. Для этого необходимо измерить период колебаний 
цилиндра на вогнутой цилиндрической поверхности известного радиуса 
. Кроме того, нужно измерить массу и радиус цилиндра и подставить в выражение (2.11) для момента инерции . Все измерения необходимо проделать не менее 10 раз, вычислить момент инерции цилиндра , а также определить погрешность измерений. Все данные занести в таблицу 3. 2.
Таблица 3.1
R =(0.90±0.01), м
| цилиндр 1 | цилиндр 2 | |||||
|
| |||||
| N | t | n | T | t | n | T |
| .. | ||||||
|
| |||||
|
Таблица 3.2
R =(0.90±0.01), м
| цилиндр 1 | цилиндр 2 | |||||
|
| |||||
| № | T | n | T | t | n | T |
| .. | ||||||
|
|
Контрольные вопросы
1. Что такое плоское движение твердого тела?
2. Какова роль сил трения при качении цилиндра?
3. Какие колебания называются гармоническими?
4. Как меняется кинетическая энергия цилиндра в зависимости от времени?
5. Изобразить графически зависимость угла отклонения цилиндра от вертикали и кинетической энергии цилиндра от времени.
6. Какова связь между частотой, периодом колебаний и циклической частотой?
7. Запишите уравнение гармонических колебаний.
7. Сформулировать теорему Штейнера (привести примеры применения).
8. Почему уменьшается амплитуда колебаний цилиндра при его движении по цилиндрической поверхности? Что необходимо сделать, чтобы уменьшить затухание колебаний?
