Файл: Отчёт по лабораторной работе 5 Момент инерции различных тел. Теорема Штейнера.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.12.2023

Просмотров: 1122

Скачиваний: 66

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»Кафедра общей и технической физикиОТЧЁТПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №5Момент инерции различных тел. Теорема ШтейнераПо дисциплине Физика (наименование учебной дисциплины, согласно учебному плану)Выполнил: студент гр. ОНГ-22 Дзюба М.М. (шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)Дата:Проверил: (должность) (подпись) (Ф.И.О.)Санкт-Петербург2022

  1. Цель работы
Измерить моменты инерции различных тел. Проверить теорему Штейнера.

  1. Краткое теоретическое содержание
Явления, изучаемые в работе: инертность и вращательное движение.Инертность – свойство тела изменять свою угловую скорость под действием одной и той же силы.Вращательное движение – это движение, при котором все точки тела описывают окружности, центры которых находятся на одной прямой, перпендикулярной плоскостям этих окружностей.Момент инерции – мера инертности тела при вращательном движении.Момент инерции сплошного твёрдого тела определяется по формулеГде r – расстояние от элемента объема V с массой m до оси вращения, – плотность веществаФормула, используемая для вывода расчетной формулы:
(Период крутильных колебаний); [T] = сJ - момент инерции, D – модуль кручения пружины, Теорема Штейнера - момент инерции относительно произвольной оси O1O1 равен сумме момента инерции J0, относительно оси OO, параллельной данной и проходящей через центр масс тела и произведения массы тела на квадрат расстояния d между осями.


  1. 3
    С хема установки

7 -

1


8

2

9

5

4

10

6
Рис. 1. Общий вид экспериментальной установки1 – Световой барьер, 2 – Спиральная пружина, 3 – сплошной цилиндр, 4 – стержень, 5 – динамометр, 6 – линейка, 7 – полый цилиндр, 8 – шар, 9 – диск, 10 – грузы на стержнеРис.2 Схема установки для проверки Теоремы Штейнера

  1. Основные расчетные формулы
Момент инерции: [J] = T – период крутильных колебаний, с; D – модуль кручения пружины, Момент инерции шара: m – масса шара, кг; R – радиус шара, мМомент инерции стержня: m – масса стержня, кг; l – длина стержня, мМомент инерции сплошного цилиндра: m – масса цилиндра, кг; R – радиус цилиндра, м

  1. Формулы погрешности косвенных измерений
измеренное значение периода колебаний, с абсолютная погрешность периода колебаний, с

  1. Таблицы + числовые значения для проверки теоремы Штейнера
Таблица 1

Физическая величина
φ
F


M

Единица измерения

№ опыта
рад
Н
м


1


0,5
0,048
0,0240

2


1
0,048
0,0480

3


1,5
0,048
0,0816

4


2
0,048
2,5480
Таблица 2

Физическая величина
r


T
J

Единица измерения

№ опыта
м


с


1
0,048
0,002304
2,9664
0,00637

2
0,068
0,004624
3,1970
0,00740

3
0,088
0,007744
3,5070
0,00891

4
0,108
0,011664
3,8690
0,01084
Таблица 3

Физическая величина
r
m
T1
T2
T3
T4
T5

Единица измерения

Исследуемое тело
м
кг
с
c
c
c
c

шар
0,0690
0,765
1,716
1,716
1,716
1,716
1,716

сплошной цилиндр
0,0495
0,343
1,019
1,018
1,018
1,019
1,019
Данные для проверки теоремы Штейнераm = 0,131кг – масса стержня= 0,6м – длина стержняT0 = 2,819 c – период колебаний несмещенного стержняd = 0,02 м - смещение стержня относительно оси вращения

  1. Вычисления
Постоянные параметры – плечо силы, м;

– длина стержня, м;









Погрешности прямых измерений + случайная погрешность периода





Среднее квадратичное отклонение:



Инструментальная погрешность:





=



Абсолютная погрешность измерения периода:





м





Основные вычисления











Момент инерции шара:





= ( *100%= *( *100%=0,00004%

Смотрите также файлы