Порядок выполнения работы. Подготовьте экспериментальную установку, как показано на рис.1.

Подготовьте экспериментальную установку, как показано на рис.1.

Рис. 1

Для статического определения модуля кручения диск поворачивают на угол ϕ и удерживают в этом положении при помощи динамометра. Показание динамометра записывается. Увеличивая угол закручивания, повторяют опыт не менее чем для 10 значений угла ϕ. Модуль кручения определяется из графика зависимости вращающего момента от угла кручения диска.

Примерный вид графика изображен на рисунке 2.

Рис. 2

Модуль кручения D ^* определяется формулой

,

,

где F – показания динамометра, r – расстояние от центра диска до динамометра.

Далее подготовьте экспериментальную установку, показанную на рисунке 3.

Рис. 3

Соедините световой барьер с установкой, используя схему на рис. 4. Убедитесь, что нить, соединяющая ось вращения с колесом светового барьера, горизонтальна. Оберните нить примерно 7 раз вокруг оси вращения устройства для изучения крутильных колебаний под затяжным винтом.

Рис. 4

Выберите в меню «Соbra 3 Translation/ rotation» «Кобра 3 /вращение» и установите параметры измерения как показано на рис. 5. В окне для «Axle diameter» «Диаметр оси» введите значение в 20 мм, чтобы синхронизировать вращения колеса на барьере и на устройстве для изучения крутильных колебаний, происходящих с различной скоростью.

Рис. 5

Пропустите шелковую нить через колесо светового барьера и отрегулируйте установку так, чтобы держатель для гирь с массой 1 г свисал свободно и располагался приблизительно посередине шелковой нити. В любом случае, нить должна быть достаточно длинной, чтобы не препятствовать свободным колебаниям.

Отведите тело, прикрепленное к пружине, на 180º в сторону, отпустите его и начните измерения, нажав на пиктограмме «Start measurement» («Начать измерение»).

Примерно через 10-15 с щелкните на пиктограмме «Stop measurement» («Остановить измерение»).

При значениях (50 мс) в окне «Get values every (50) mc» («Считывать значения каждые (50) мс») можно получить неточные результаты. В таком случае дополнительно отрегулируйте частоту выборки данных.

Держатель для гирь натягивает нить между осью вращения устройства для изучения крутильных колебаний и световым барьером. Если нить свисает свободно при движении тела, добавьте дополнительные гири.

Закрепите тела на оси вращения: диск без отверстий, полый цилиндр, цельный цилиндр, сферу, стержень, диск с отверстиями. Зафиксируйте гири на стержне симметрично и на различном расстоянии от оси вращения.

На экране появится изображение как на рис. 6. Определите период T при помощи свободно свисающего указателя.

Рис. 6