Изучение Момента инерции - файл n1.doc

Изучение Момента инерции
скачать (119.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc120kb.02.11.2012 14:46скачать

n1.doc

Цель работы: изучение основного закона динамики вращательного движения твёрдого тела и определение момента инерции тел.
Краткая теория
Принцип работы установки основан на законе вращательного движения твёрдого тела

, (1)

где Mвращающий момент; J – момент инерции относительно оси вращения; - угловое ускорение вращающегося тела.

Маятник (маятник Обербека), используемый в работе, представляет собой маховик крестообразной формы, изображённый на рисунке 1. По четырём взаимно перпендикулярным стержням могут перемещаться грузы 11, массой . На общей оси находится шкив, на который наматывается нить, перекинутая через другой шкив 5. На конце нити помещаются «падающие» грузы 8, массой m. Под действием падающей массы нить разматывается и приводит маховик в равноускоренное вращательное движение, при этом угловое ускорение крестовины

, (2)

где - ускорение массы m; r – радиус шкива.

Для равноускоренного движения

(3)

находим

; (4)

, (5)

где h – высота падения массы m; t – время падения массы m.

Момент силы F, приложенной к шкиву по определению:

. (6)

Сила F (натяжение нити) может быть найдена из уравнения динамики поступательного движения массы m, подвешенной на нить:

,

поэтому

, (7)

где g – ускорение свободного падения.



Рисунок 1

Используя формулу (1) и вычисляя из опыта h и t , можем записать расчётную формулу для экспериментального определения момента инерции крестовины:

(8)

Теоретическое значение момента инерции крестовины

, (9)

где - суммарный момент инерции двухступенчатого шкива, оси и бобышки крестовины; - момент инерции передвижных грузов крестовины; R – расстояние от оси вращения до центра массы ; - масса передвижных масс ; - момент инерции всех четырёх стержней крестовины без масс ; l – длина стержня; - масса стержней.

Теоретическое значение определено и будет .

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации