Описание к работе по определению момента инерции маховика

Наблюдая равноускоренное движение вращающегося тела под действием постоянного вращающего момента (М) и углового ускорения, можно на основании основного закона динамики вращательного движения записать (1) откуда (2) определить момент инерции тела относительно оси вращения. В качестве вращающегося тела используется маховик, представляющий собой диск сидящим плотно на валу. Вал может вращаться на подшипниках с очень малым трением вокруг горизонтальной оси. Ось вращения проходит через центр тяжести маховика. На валу маховика находится шкив, на который наматывается нить. На свободный конец нити помещается груз, приводящий систему в движение. Под действием груза на маховик появляется вращательный момент.

, где плечо действия () равное радиусу или половине диаметра шкива, ()- сила, вызывающая вращение. Если груз () действует на нить с силой (Р), то нить действует на груз с силой () по закону Ньютона. Для определения силы рассмотрим движение груза вниз.

На груз действуют сила тяжести:

1. Вес Р

2. Сила натяжениянити Т

Под действием этих сил груз будет совершать движение с ускорением (а), которое определяется из соотношения (5), отсюда (6), тогда из (3) выражения следует:

(7)

(ε) - угловое ускорение связано с линейным соотношением:

(8)

Измеряя время падения с высоты h и саму высоту, найдем линейное ускорение:

(9)

С учетом 7, 8, 9 выражений формулу для момента инерции маховика отсюда .

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Что называется моментом инерции?

2. Что называется моментом силы?

3. Что влияет на точность полученного результата?

4. Вывести II – закон Ньютона для вращательного движения?

5. Как записывается основной закон динамики для вращательного движения?