Meghatározó tehetetlenségi nyomaték fizicheskogomayatnika
MEGHATÁROZÁSA tehetetlenségi nyomaték
A cél a munkát. megismerése fizikai inga és megállapítása a tehetetlenségi nyomaték a forgási tengely. A tanulmány a függőség a tehetetlenségi nyomaték az inga tömegének térbeli eloszlása.
Műszerek és kiegészítők. fizikai inga és annak felfüggesztése konzol, fém prizma pozíciójának detektálására az inga súlypontja a stoppert.
Fizikai inga (1. ábra) minden olyan szilárd anyag, amely alatt végezzük a gravitáció hatása oszcilláció körülbelül egy rögzített vízszintes tengely (A), amely nem halad át a tömegközéppont (C). inga-felfüggesztés pont egy forgási középpontja.
1. ábra. vegyület inga
Ha az eltérés az inga az egyensúlyi helyzetből szögben felmerül által létrehozott nyomaték gravitáció:
,
ahol l - közötti távolság a pont a felfüggesztés és a súlypontja az inga (E kúp jele annak a ténynek köszönhető, hogy a pillanatnyi erő M van olyan irányban, hogy arra törekszik, hogy visszatérjen az inga Xia egyensúlyi, vagyis csökkenti a szöget ).
A kis szögek alakváltozás
Másrészt az időben a visszaállító erő felírható:
I - tehetetlenségi nyomatéka az inga
i - szöggyorsulás.
Tól (1) és (2) állíthatjuk elő:
Egyenlet (4), - egy lineáris differenciálegyenlet a 2. sorrendben. A megoldás a kifejezés.
Tekintettel egyenlet (3) az az időtartam kis rezgések fizikai inga felírható:
ahol
A (5) képlet kifejezhető fizikai tehetetlenségi nyomatéka az inga viszonyított forgástengelye
Megtalálása mérésével m, L és T. lehetséges a képlet (6) kiszámításához fizikai inga a tehetetlenségi nyomaték egy adott forgástengely.
Ez a tanulmány használ fizikai inga (2), amely egy acél rúd, amelyek rögzített, két masszív acélból lencse (A1 és A2) és a referencia-prizmák szuszpenziós (P1 és P2). A tehetetlenségi nyomatéka az inga rúd kerül ki a tehetetlenségi nyomatékok, a lencse és a prizmák:
.
A tehetetlenségi nyomatéka a rúd lehet kiszámítani Steiner-tétel:
,
ahol I0 - tehetetlenségi nyomatéka a rúd képest egy átmenő tengely a súlypont.
d - távolság a tengely súlypontja a felfüggesztés pontjától.
A tehetetlenségi nyomatéka lencse és prizma közelítőleg kiszámítható tömeges pontokat. Ezután a tehetetlenségi nyomatéka az inga felírható:
ahol
mert csak az egyik lencse A1 mozog teljesítmény feltételek. A változás csak akkor lesz a tehetetlenségi nyomaték
fizikai inga (2. ábra) használunk ebben a munkában egy acél rúd (P), amelyek rögzített, két masszív acélból lencse (A1 és A2) és a referencia-prizmák szuszpenziós (P1 és P2). Az inga van felfüggesztve a konzol.
Mozgatásával az egyik lencse lehet változtatni a tehetetlenségi nyomatéka az inga viszonyított felfüggesztési pont (forgástengely).
A súlypontja az inga az inga kiegyensúlyozási meghatározva egy vízszintes borda speciális prizma (3. ábra). A rúd az inga 10 mm-es bevonatos vágógyűrűn szolgáló, hogy pontosan meghatározzuk a távolságot a súlypont és a forgástengely mentén anélkül, egy vonalzóval. A1 lentil kis elmozdulás a tengely mentén lehet elérni, hogy az L távolság a pont a szuszpenziót a súlypont egyenlő egész számú centiméter, számított a skálán a száron.
Az, hogy a teljesítményt.
Határozza meg az a súlypont az inga.
a) Vegye ki az inga a keretből, és tegyük egy vízszintes helyzetben speciális prizma P3 (3. ábra) úgy, hogy egyensúlyban van. A pontos helyzete egyensúly elérésekor mozgatásával egy kis lencse A1.
3. ábra. inga kiegyensúlyozó
b) Egy skálán mérésére az inga l - távolság a felfüggesztési pont (P1 prizma él), hogy az inga súlypontja (a felső széle a prizma P3).
c) A skálán az inga kell mérni a távolságot
2. Határozza meg a fizikai inga oszcilláció időszakban.
a) Állítsa be az inga prizma P1 a tartón (2. ábra)
b) meghatározzák a teljes ideje 50-100 oszcilláció az inga. Jegyezzük fel a t időt n és a rezgések száma az inga.
c) meghatározza az időszak egy fizikai inga oszcilláció a következő képlet szerint:
3. Vegye ki a lengőkar konzolt. A1 lencse mozog, néhány centiméterrel az új helyre, és ismételje meg a tapasztalat. Méréseket kell végezni legalább három különböző pozíciókban képest A1 lencselektin felfüggesztési pont.
4. A képlet szerint (6) kiszámításához a tehetetlenségi nyomatéka a fizikai inga IOP.
5. Számítsuk ki a relatív tehetetlenségi nyomatéka a hibát egy vizsgált esetek képlet szerint:
T nagyságát és l meghatározott pontossági osztály eszközöket.
6. Keresse meg az abszolút hiba
Írt az asztalra, a végeredmény
7. A képlet szerint (8) kiszámításához a tehetetlenségi nyomatéka az inga Iteor minden egyes esetben.
8. Hasonlítsa össze az eredményeket és a szemnyomás Iteor. kiszámításával aránya:
Következtetést levonni, milyen nagy a különbség a kapott értékek és az oka az eltérések.
Az eredmények a mérések és számítások
Az úgynevezett harmonikus rezgés?
Mi az az időszak, rezgés?
Formulákat idő számításakor a fizikai inga oszcilláció.
Mi tehetetlenség? Mi a tehetetlenségi nyomatéka az adalékanyag?
Hogyan számoljuk ki a tehetetlenségi nyomaték a tengely nem halad át a súlypont?
Szerezd meg a képlet a tehetetlenségi nyomatéka a fizikai inga.
1. Savelev I. V. pálya az általános fizika: A képzés. támogatás műszaki főiskolák :. 3 tonna Vol.1: Mechanics. Molekuláris fizika. - 3rd ed. Corr. - M. Nauka, 1986. - 432s.
2. Detlaf A. A. Yavorsky BM Course of Physics: Training. támogatás műszaki főiskolák. - M. magasabb iskolai, 1989 - 607 p. - Pieces. rendeletben határozza meg. a. 588-603.
3. Laboratóriumi gyakorlat fizika: tankönyv. utasítás a hallgatók a műszaki főiskolákon / BF Alexeev KA Barsukov I. A. Voytsehovskaya stb.; Ed. KA Barsukov Yu. I. Uhanova. - M. Executive. Iskola 1988. - 351. il.