Лабораторна робота №4 Визначення моменту інерції маховика
|
|
Міністерство освіти та науки України Житомирський державний технологічний Університет Кафедра фізикигрупа БМ-6Лабораторна робота №4 Визначення моменту інерції маховика Виконав : Фадєєв Дмитро МиколайовичПеревірив : Салогуб Віктор Анатолійовичм. Житомир 2004 рік Мета роботи : навчитись експериментально і теоретично визначати момент інерції твердого тіла. Прилади і матеріали: установка для визначення моменту інерції маховика, вертикальна лінійка, секундомір, штангенциркуль, технічні терези і важки до них. Теоретичні відомості та опис приладуДля тіл правильної геометричної форми момент інерції можна знайти теоретично, а для тіл складної форми - експериментально. У даній роботі розглядається один із методів експериментального визначення моменту інерції маховика. Прилад для визначення інерції маховика (рис. 4.1) складається з підставки з лінійкою і вала, що обертається на кулькових підшипниках. На вал насаджено маховик, момент інерції якого необхідно визначити. До вала прикріплена нитка з тягарем, який приводить у рух дану систему. Тягар т , піднятий на висоту h , має потенціальну енергію mgh. Залишений сам на себе тягар опускатиметься, змушуючи маховик обертатися рівноприскорено. При падінні тягаря його потенціальна енергія зменшується, перетворюючись у кінетичну енергію ½ mV2 поступального руху тягаря, кінетичну енергію  обертального руху маховика і витрачається частково на роботу  по подоланню тертя. При досягненні найнижчого положення згідно з законом збереження енергії:.  (4.1)У найближчому положенні тягар, де він має тільки кінетичну енергію обертання, не зупиняється, знову підіймається на деяку висоту  . У цьому положенні він має потенціальну енергію  .Зменшення потенціальної енергії при піднятті на висоту  дорівнює роботі подолання опору на шляху  : . (4.2)Лінійну швидкість руху точок вала можна виразити через висоту підіймання  і час опускання  тягаря з цієї висоти:.  (4.3)Кутова швидкість вала (отже і маховика): д  е  - радіус вала.Оскільки лінійна швидкість точок вала дорівнює швидкості поступального руху тягаря, то .  (4.4). Підставивши (4.2) – (4.4) в формулу (4.1), після перетворень дістанемо остаточне значення для моменту інерції маховика: .  Порядок виконання роботи
Таблиця 4.1
Обробка результатів вимірювання
Контрольні запитання1а. Що називають моментом інерції? Сформулюйте теорему Штейнера. 2а. Як визначити лінійну швидкість крайніх точок маховика? 1б. Як одержати точну формулу для абсолютної похибки? 2б. Опишіть, як змінюється натяг нитки при опусканні і підніманні тягаря. 3б. Назвіть пристрої, де використовується енергія обертального руху. Розрахунки            Висновок.Я навчився експериментально I теоретично визначати момент інерції твердого тіла. Відповіді1  а. Моментом інерції називається векторна фізична величина, яка дорівнює:  , де  . Теорема Штейнера: Момент інерції твердого тіла відносно осі, яка не проходить через центр його мас, дорівнює моменту інерції цього ж тіла відносно осі, що проходить через центр мас і паралельна даній осі, плюс добуток маси тіла на квадрат відстані між цими осями:  . .2а. Лінійна швидкість крайніх точок маховика визначається за формулою  , де R – радіус маховика, w – кутова швидкість.1б.  . Позначимо:  . 2б.   1).  2).  Отже, при підніманні натяг нитки сильніший (2), чим при опусканні (1). 3б. Пристроями, де використовується енергія обертального руху, є, наприклад, масивні маховики колінчастих валів двигунів внутрівнього згорання, що дозволяє врівноважити обертання колінвала, зробити його плавним, за рахунок значного моменту інерції маховика. Та інші пристрої, які працюють за рахунок моменту інерції та енергії обертання. Задача 3.26Медный шар радиусом  см вращается со скоростью, соответствующей  об/сек, вокруг оси, проходящей через его центр. Какую работу надо совершить, чтобы увеличить угловую скорость вращения шара вдвое?           |
. Установити, проти якої поділки 
шкали знаходиться основа тягаря в найнижчому положенні. Намотати нитку доти, поки основа тягаря не досягне заданої поділки на шкалі. Нехай основа тягаря при цьому знаходиться проти поділки шкали 
. Очевидно, в цьому разі висота, на яку піднято тягар, 
.
шкали, до якої піднялася основа тягаря. Висота піднімання 
. Дослід повторити п’ять разів. Зважити тягар на технічних терезах. Результати занести до табл.. 4.1.
, мм
, г
, 10-4 кг м2
визначити його момент інерції (теоретичне значення), та порівняти з експериментальним результатом.
маховика і записати остаточний результат у вигляді:Похожие:
 | Лабораторна робота Визначення прискорення тіла у рівноприскореному русі Завдання Визначити прискорення кульки під час її гальмування на горизонтальній поверхні після скочування похилим жолобом | | Лабораторна робота №1 Дослідження складного лінійного кола постійного струму мета роботи Мета роботи: визначення ерс джерела, його внутрішнього опору R0, опору реостатів, експериментальна перевірка основних законів електричних... |
| Документи 1. /ЛАБОРАТОРНА РОБОТА ь2.doc 2. /ЛАБОРАТОРНА... | | Розробка системи уроків з теми “Африка” Урок Африка. Особливості географічного положення. Дослідження та освоєння материка. Практична робота № Визначення географічних координат крайніх точок Африки та протяжності материка. Урок Африка. Особливості географічного положення. Дослідження та освоєння материка. Практична робота № Визначення географічних координат... |
| Контрольна робота з дисципліни "Політекономія" Тема "Варіант №8" Дайте визначення понять: синтез, категорія, приватизація | | Контрольна робота з дисципліни "Політекономія" Тема "Варіант №3" Дайте визначення слідуючим категоріям: товар, вартість товару, виробничі відносини |
| Контрольна робота з дисципліни "Політекономія" Тема "Варіант №2" Дайте визначення слідуючим поняттям: метод політекономії, засоби праці, роздержавлення | | План роботи школи вересен ь Методична робота Робота над науково- методичною проблемою. Експериментальна робота |
| План роботи школи вересен ь Методична робота Робота над науково- методичною проблемою. Експериментальна робота | | Контрольна робота план Виходячи з цього можна дати таке визначення: монетарний (грошовий) ринок – це особливий сектор ринку, на якому відбувається купівля... |