Порядок виконання роботи. 1. Виміряти довжину одного з стержнів маятника (їхні довжини однакові)

1. Виміряти довжину одного з стержнів маятника (їхні довжини однакові). Визначити масу стержня , вигвинтивши його з втулки (або вона може бути наперед відома). За формулою (6) обчислити його момент інерції .

2. Закріпити тягарці на стержнях на деяких однакових відстанях від осі обертання. При цьому прилад повинен бути збалансованим (перебувати в байдужій рівновазі). Виміряти відстань від осі обертання до центра мас тягарців 6 (див. мал 1) та знайти ъх массу . За формулою (7) обчислити момент інерції системи .

3. Штангенциркулем виміряти радіус шківа .

4. Підвісити важки масою на нитку і акуратно намотати нитку на шків. Відпустити маятник і одночасно ввімкнути секундомір. В момент, коли нитка повністю розмотається, вимкнути секундомір, виміряти висоту та зафіксувати час опускання важків. Дослід проробити 3 — 5 разів.

5. Для кожного з дослідів за формулами (4) і (5) обчислити і (і=1,.., 5) (при визначенні моменту сили натягу нитки нехтуємо впливом тертя, що виникає при обертанні шківа).

6. За формулами (8)-(11) обрахувати середнє значення моменту сили натягу нитки та кутового прискорення маятника , а також абсолютні похибки вимірювання цих величин і :

, (8)

, (9)

, (10)

, (11)

7. Збільшити масу важків на нитці. Виконати вимірювання, вказані в п.4-п.6, та аналогічно обчислити , , , .

8. Згідно рівністі (2), позначивши , як середні значення моментів інерції маятника для двох даних випадків, провести обрахунок цих величин, їх похибок вимірювання (згідно формул (12)-(15)):

, (12)

, (13)

, (14)

, (15)

та перевірити основний закон динаміки обертального руху твердого тіла навколо нерухомої осі шляхом порівняння отриманих значень.

9. Обчислене за формулою (7) теоретичне значення моменту інерції маятника порівняти з отриманими відповідно експериментально отриманими значеннями і . Зробити висновок.

10. Результати вимірювань та обчислень записати в звітну таблицю,

Контрольні запитання

1. Порівнявши з законом Ньютона , дайте відповідь на запитання, у чому полягає аналогія між ними і які її наслідки.

2. Що називається моментом імпульсу; моментом інерції тіла; моментом сили відносно осі?

3. У чому полягає суть динамічного методу визначення моменту інерції?

4. Що характеризує момент інерції?

5. За якими формулами обраховується момент інерції тіл правильної геометричної форми?

6. В чому полягає суть теореми Штерна?

Звітна таблиця