Балтийский Государственный
Технический Университет
«ВоенМех»
имени Д.Ф. Устинова
Отчет
к лабораторной работе по физике №15
На тему
Определение момента инерции твердых тел
С помощью крутильных колебаний
Отчет выполнил студент
Факультета «И»
Суханов Александр
Группа И433
Санкт-Петербург 2004
Лабораторная работа по физике №15
Тема: Определение момента инерции твердых тел с помощью крутильных колебаний.
Цель работы:
экспериментальное определение момента инерции твердых тел относительно различных осей вращения.
Приборы и принадлежности:
Крутильный маятник FPM-05, твердые тела различной формы, блок миллисекундомера.
Вариант:
Двадцать четвертый
Эскиз установки
:
Экспериментальная установка – обозначения:
1 – кнопка “Сеть”
2 – кнопка “Сброс”
3 – кнопка “Пуск”
4 – кнопка “Стоп”
5 – флажок рамки
6 – электромагнит
7 – Рамка, подвешенная с помощью вертикальных проволок
8 – вертикально закрепленные проволоки
Рабочие формулы:
1. Период крутильных колебаний маятника: 
2. Коэффициент крутильной жесткости: 
3. Момент инерции крутильного маятника: 
4. Момент инерции относительно I-ой оси: 
5. Оценочные расчеты моментов инерции относительно осей X, Y, Z:
  
Куб: a=b=c=0.05 м, m=0.97 кг;
Параллелепипед: a=b=0.05 м, c=0.1 м, m=1.94 кг;
Формулы определения ошибки:
1. Среднее измеренное x: 
2. Средняя квадратичная ошибка среднего значения: 
3. Абсолютная ошибка измерения: 
Ответы на контрольные вопросы:
1.
Напишите уравнение динамики вращательного движения твердого тела.
Уравнение динамики вращательного тела: Ie=-kj
2.
Что такое крутильный маятник? Чему равен его период колебаний?
Крутильный маятник – это прибор, который служит для определения момента инерции тела. Основным элементом крутильного маятника является рамка, подвешенная с помощь двух вертикально закрепленных проволок. Период колебаний вычисляется по формуле T=t/n, где
n – кол-во колебаний, t – время n колебаний.
3.
Что называется моментом инерции твердого тела?
Моментом инерции твердого тела называется физическая величина, которая характеризует распределение масс в теле и одновременно, вместе с массой, является мерой инертности тела.
4.
Выведите формулу для момента инерции параллелепипеда относительно оси
X.
Забиваем Сайты В ТОП КУВАЛДОЙ - Уникальные возможности от SeoHammer
Каждая ссылка анализируется по трем пакетам оценки: SEO, Трафик и SMM.
SeoHammer делает продвижение сайта прозрачным и простым занятием.
Ссылки, вечные ссылки, статьи, упоминания, пресс-релизы - используйте по максимуму потенциал SeoHammer для продвижения вашего сайта.
Что умеет делать SeoHammer
— Продвижение в один клик, интеллектуальный подбор запросов, покупка самых лучших ссылок с высокой степенью качества у лучших бирж ссылок.
— Регулярная проверка качества ссылок по более чем 100 показателям и ежедневный пересчет показателей качества проекта.
— Все известные форматы ссылок: арендные ссылки, вечные ссылки, публикации (упоминания, мнения, отзывы, статьи, пресс-релизы).
— SeoHammer покажет, где рост или падение, а также запросы, на которые нужно обратить внимание.
SeoHammer еще предоставляет технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз,
а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней.
Зарегистрироваться и Начать продвижение
5.
Сформулируйте теорему Штейнера.
Если известен момент инерции I0
относительно любой оси, проходящей через центр массы, то расчет момента инерции I этого тела относительно другой оси, параллельной первой и отстоящей от нее на расстоянии d, вычисляется по формуле:
Ход работы:
Количество опытов – 4
Коэффициент доверия – 98%
Все расчеты проводились в математическом пакете Mathcad 8
 м  м  м  Н/м2
 Н*м  Н*м
1)
Определение момента инерции
I0
рамки.
| t0
[с]
|
n
|
T0
[с]
|
I0
[кг*м2
]
|
| 1
|
11.175 |
15 |
0.745 |
8.48*10-5
|
| 2
|
11.176 |
15 |
0.74506 |
8.481*10-5
|
| 3
|
10.455 |
14 |
0.747 |
8.521*10-5
|
| 4
|
9.72 |
13 |
0.748 |
8.541*10-
5
|
После всех расчетов получаем:  кг*м2
2)
Определение моментов инерции параллелепипеда относительно оси
X
| t0
[с]
|
n
|
T0
[с]
|
I0
[кг*м2
]
|
| 1
|
20.706 |
14 |
1.479 |
2.492*10-4
|
| 2
|
17.875 |
12 |
1.49 |
2.54*10-4
|
| 3
|
22.496 |
14 |
1.607 |
3.095*10-4
|
| 4
|
19.375 |
13 |
1.49 |
2.543*10-4
|
После всех расчетов получаем:  кг*м2
3)
Определение моментов инерции параллелепипеда относительно оси
Z
| t0
[с]
|
n
|
T0
[с]
|
I0
[кг*м2
]
|
| 1
|
15.45 |
14 |
1.104 |
1.01*10-4
|
| 2
|
16.546 |
15 |
1.103 |
1.009*10-4
|
| 3
|
16.555 |
15 |
1.104 |
1.011*10-4
|
| 4
|
14.387 |
13 |
1.107 |
1.021*10-4
|
После всех расчетов получаем:  кг*м2
Оценочные расчеты по известным формулам:
Вывод:
после проведения опытов и расчетов на основе измеренных величин и оценочных расчетов по известным формулам, получились примерно одинаковые результаты. Что говорит о правильности проделанной мною работы. Разница между данными, полученными в ходе выполнения лабораторной работы, и данными из формул обуславливается неточностью приборов и округлениями в расчетах.
|
