МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ



федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей и технической физики


Отчет по лабораторной работе №7

По дисциплине Физика

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

Тема работы: Определение момента инерции твердых тел с помощью маятника Максвелла

Выполнил: студент гр. САМ-22 .

^{(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)}

Проверил(а):

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}
Санкт-Петербург

2022

Цель работы

Изучение маятника Максвелла и определение его с помощью момента инерции твердых тел.

Краткое теоретическое содержание

Явления, изучаемое в работе. Явление многократного перехода энергии из кинетической в потенциальную.

Определения основных физических понятий, процессов, объектов и величин.

Момент инерции – физическая величина, равная сумме произведений масс n материальных точек системы на квадраты их расстояний до рассматриваемой оси.

[J] = 1 кг*м^2

Аддитивная величина – это величина, разные значения которой могут быть суммированы, умножены на числовой коэффициент, разделены друг на друга. 

Маятник Максвелла - это устройство, состоящее из массивного диска, симметрично и жестко закрепленного на горизонтальной оси, подвешенной на двух нерастяжимых нитях.

Кинетическая энергия - это энергия движения тела. 

Потенциальная энергия - энергией называется энергия, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела.

[E] = 1 Дж = 1 Н * 1 м

Законы и соотношения (использованные при выводе расчетной формулы). Пояснения к физическим величинам и их единицы измерений.

---

Закон сохранения энергии- энергия не возникает и не исчезает, она может превращаться из одного вида в другой, а также передаваться от одного тела к другому.

E = Eп + Eк = const,

где Eп – потенциальная энергия, Дж;

Eк –кинетическая энергия, Дж.

Момент инерции сплошного твёрдого тела:

J  lim m r^2 =  r^2 dm  ρr^2 dV

где r - расстояние от элемента до оси вращения;  - плотность вещества в элементе объема dV, находящегося на расстоянии r от оси вращения.
Схема установки



Основные расчетные формулы

Теоретическое значение момента инерции Максвелла

Jт  J0  Jд  Jк,
где

J0 = m0(R0)^2 / 2 - момент инерции оси маятника

Jд = mд(Rд^2 + R0^2)/2 - момент инерции диска

Jк = mк(Rк^2 + R0^2)/2 - момент инерции кольца, надетого на диск

R0, m0, Rд, mд, Rк, mк - соответственно радиусы и массы оси, диска и кольца.

Модуль угловой скорости 

 =  / R

где

 - модуль линейной скорости

R – радиус диска

Потенциальная и кинетическая энергии

Момент инерции маятника

ρ_гр-значение удельного сопротивления, рассчитанного графически, Ом*м.

Погрешности косвенных измерений

Средняя абсолютная погрешность диаметра проволоки



- среднее значение диаметра;

- значение диаметра при измерении i.
Средняя квадратичная погрешность одной серии измерений диаметра



n – кол-во измерений

Абсолютная погрешность прибора

---

х_пр - наибольшее значение величины, которое может быть измерено по шкале прибора





∆U-приборная погрешность вольтметра;

∆I-приборная погрешность амперметра;

k-класс точности прибора;

I_max и U_max-максимальные значения используемых измерительных шкал.
Погрешности косвенных измерений

Абсолютная погрешность



- среднее значение удельного сопротивления, напряжения, силы тока и длины проводника

- абсолютная погрешность длины
Средняя квадратичная погрешность


Абсолютная погрешность сопротивления



Средняя квадратичная погрешность сопротивления


=ΔI

=ΔU

Таблица 1 Технические данные приборов

Физическая веичина
Ед. измерения Номер опыта	г	с	г	с	г	с	г	г
1	263	2,134	392	1,979	522	2,179	32,2	124
2		1,971		1,973		2,001
3		1,980		1,980		1,993
4		1,903		2,031		2,036
5		1,928		1,980		1,995
6		2,061		2,068		2,171
7		2,043		1,973		2,026
8		2,075		2,074		1,995
9		1,919		1,977		2,186
10		1,916		2,075		2,156

---

Пример вычисления(для одного опыта)

Графический материал

Таблица данных для графика:

l, м	R, Ом
0	0
0,05	0,22
0,1	0,66
0,15	0,88
0,2	1,33
0,25	1,77
0,3	2,22
0,35	2,66
0,4	3,11
0,45	3,55
0,50	4

Пример вычислений







=27,5 см



= 0,225 А







Штангенциркуль



= 0,018 мм

= 1,0109*

= 5,6084*



=

=1,83*

Микрометр

---

= 0,0031 мм

= 1,6164*

= 8,9678*



=

=1,42*

Конечные Результаты:

Штангенциркуль:





Микрометр:





Вывод

В ходе лабораторной работы я проделала измерения проволоки с помощью микрометра и штангенциркуля. Полученные погрешности настолько малы, что при измерении приборами не будут допущены грубые ошибки.

Также я проделала измерения удельного сопротивления в цепи с током. Полученные результаты измерения удельного сопротивления, с учетом погрешностей, приблизительно равны табличным значениям.

Цель лабораторной работы достигнута.

---

Смотрите также файлы

• История здания Горного университета.docx

• Методические указания и контрольные задания по дисциплине информационная безопасность для студентов направления 09. 03. 02.doc

• 1. основа и финансовый механизм социальногострахования.docx

• Обморожение это повреждение различных частей тела при длительном нахождении на низкой температуре вне помещения.ppt

• Психические эмоциональноволевые процессы.docx