Определение моментов инерции твёрдых тел методом трифилярного подвеса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная  работа №4:

 

"Определение  моментов инерции твёрдых тел  методом трифилярного подвеса".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цель работы: экспериментальное определение моментов инерции твёрдых тел и проверка теоремы Штейнера.

 

Перечень  приборов и принадлежностей:

1. трифилярный  подвес  (рис.1), представляющий собой  круглую платформу радиуса R, подвешенную горизонтально на 3-х нитях к неподвижному диску меньшего радиуса (r);

2. набор тел  (2 цилиндра, параллелепипед);

3. секундомер;

4. штангенциркуль;

5. линейка.

Рис. 1.

 

Краткая теория:

       Моментом инерции тела называется физическая величина J, характеризующая меру инертности тела при вращательном движении.

       Момент инерции тела не зависит  от параллельного переноса оси вращения.

 

 

 

 

Выполнение  работы:

 

1. Определение момента  инерции ненагруженной платформы  J .

 

№ п/п	m , кг	R, м	r, м	l, м	t , c	T , c	J ,	,
1	0,8892	0,15	0,05	0,49	45,93	1,85	0,0116	0,0018	15,6
2					46,7
3					46,18
Среднее значение					46,27

 

 

n = 25 колебаний.

;

 

2. Определение момента инерции  тела относительно оси, проходящей через центр масс тела.

 

№ п/п	m, кг	m , кг	t, c	T, c	J ,	J ,	J ,
1	0,8892	1,5	29,47	1,176	0,0128	0,0012	0,00043
2			29,35
3			29,39
Среднее значение			29,4

 

 

n = 25 колебаний;

r =0,024м.

J = J – J ;     

 

J = ;      

J =0,0012 0,0004 , 7,5%

J =0,00043 0,00003 , 31%

 

3. Проверка теоремы Штейнера.

 

№ п/п	m , кг	n	t, c	T, c	J ,	J ,	J ,
1	3,8892	25	37,36	1,5028	0,034	0,0112	0,0086
2			37,82
3			37,53
Среднее значение			37,57

 

 

d = 0,074 м.

r = 0,024 м.

 

;             

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: В ходе эксперимента мы получили, что скорость звука, полученная нами методом стоячих волн, равна скорости звука, которая указана в таблицах, а именно:

скорость звука, полученная нами, = , ,

скорость звука из табличных  данных = 330 м/с.