Увага! Завдання 2 виконується виключно під орудою викладача або майстра виробничого навчання(лаборанта).
При відомому значенні моменту інерції рамки маятника, рамку можна використовувати в якості пробного тіла і знаходити моменти інерції інших тіл, що можуть бути закріплені в рамці, за формулою (9.4).
В якості досліджуваних тіл (Рис.3.4) використовуються спеціальні тіла, які мають відповідні конструктивні елементи (отвори), що дозволяє закріплювати їх в рамці в різних положеннях.
· Закріпити в рамці маятника досліджуване тіло;
· Виконати вимірювання за п.п.2.2 ;
· Результати вимірювань занести в Таблицю 1;
· Визначити значення моменту інерції тіла JХ за формулою (9.4), прийнявши значення J0 – величину моменту інерції рамки, знайдене при виконанні Завдання 1;
· Довірчі межі найбільшімовірних значень моменту інерції тіла визначаємо за формулою
.
· Змінюючи положення досліджуваного тіла в рамці відносно вісі обертання можна перевірити справедливість теореми Штайнера, яка стверджує, що момент інерції тіла J(а) відносно вісі, що паралельна тій, яка проходить через центр мас тіла і знаходиться від неї на відстані а, дорівнює сумі величини момента інерції тіла відносно вісі, яка проходить через центр мас, і добутку маси М цього тіла на квадрат відстані від цієї вісі
.
· Теорему Штайнера можна вважати справедливою, якщо при зміщенні центру мас досліджуваного тіла на відстань а відносно вісі обертання маятника, між визначеним значенням моменту інерції J(а) і величиною а2 буде спостерігатись лінійна кореляція (Рис.4.4.).
обробка результатів вимірюванняможе бути виконана із застосуваням програмних систем Excel, Мсad, ORIGIN та інш.; прикладвикористанняМсad для знаходження величини прискорення вільного падіння наведений в методичному посібнику [5.4].
Контрольні питання
1. Виведіть із рівняння Ньютона рівняння коливань крутильного маятника і формулу для періоду коливань .
2. Виведіть формулу для визначення моменту інерції циліндричного кільця
.
3. Виведіть формулу для визначення моменту інерції кулі
.
4. Виведіть рівняння для визначення моменту інерції досліджуваного тіла, із застосуванням крутильного маятника.
.
ЛІТЕРАТУРА
1.4. Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П.. Загальний курс фізики: Навчальний посібник. –Т. 1.: Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка. – К.: Техніка, 1999. – 536 с.
2.4. Дущенко В.П., Кучерук І.М. Загальна фізика. Фізичні основи механіки. Молекулярна фізика і термодинаміка. – К.: Вища школа, 1993. – 431 с.
3.4. Загальна фізика. Лабораторний практикум: Навч. посібник за заг.ред. І.Т. Горбачука. – К.: Вища школа, 1992. – 509 с.
4.4. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высш. шк., 2000. – 478 с.
5.4. Опрацювання результатів вимірювання при виконанні лабораторних робіт фізичного практикума з використанням математичної системи Mcad. (Методичні вказівки до лабораторного практикуму для студентів усіх спеціальностей) . А.О.Потапов, А.І.Мотіна. - К.: КНУТД, 2004.- 112 с.