Измерение момента инерции диска. Казачков В.Г - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ОГУ | Оренбург

Составители: 

Рубрика: 

6
2 Методика эксперимента
В данной лабораторной работе предлагается определить момент инер-
ции тела, используя закон сохранения и превращения энергии.
Берется диск, насажанный на вал, как показано на рисунке 4. На этот
вал намотан шнур, на конце которого находится гиря массой m. Если поднять
груз до верхней отметки и отпустить, то под действием
силы тяжести груз начнет опускаться. Запас потенци-
альной энергии груза будет расходоваться на увеличе-
ние кинетической энергии системы и на работу по пре-
одолению сил трения. Закон сохранения энергии для
этого случая запишется так:
1
22
1
22
Fh
Jmv
mgh
+
ω
+=
, (5)
где
2
2
mv
- кинетическая энергия груза;
2
2
ω
J
- кинетическая энергия диска;
1
Fh
- работа сил трения.
Вследствие инерции диска груз вновь поднимается, но уже на высоту
h
2
, на которой он будет иметь потенциальную энергию
2
mgh
. Убыль
потенциальной энергии равна работе по преодолению сил трения:
()
2121
hhFmghmgh
+=−
,
тогда
+
−
=
21
21
hh
hh
mgF . (6)
h
1
h
2
Рисунок 4
m
          2 Методика эксперимента


          В данной лабораторной работе предлагается определить момент инер-
ции тела, используя закон сохранения и превращения энергии.
          Берется диск, насажанный на вал, как показано на рисунке 4. На этот
вал намотан шнур, на конце которого находится гиря массой m. Если поднять
                            груз до верхней отметки и отпустить, то под действием
                            силы тяжести груз начнет опускаться. Запас потенци-
                            альной энергии груза будет расходоваться на увеличе-
                            ние кинетической энергии системы и на работу по пре-
                m
                            одолению сил трения. Закон сохранения энергии для
         h1                 этого случая запишется так:

    h2
                                                mv 2 Jω2
         Рисунок 4                       mgh1 =     +    + Fh1 ,              (5)
                                                 2    2


                    mv 2
          где            - кинетическая энергия груза;
                     2
                    Jω2
                        - кинетическая энергия диска;
                     2
                    Fh1 - работа сил трения.
          Вследствие инерции диска груз вновь поднимается, но уже на высоту
h2, на которой он будет иметь потенциальную энергию mgh2 . Убыль
потенциальной энергии равна работе по преодолению сил трения:


                                 mgh1 − mgh2 = F (h1 + h2 ),
тогда
                                            h − h2 
                                   F = mg  1       .                      (6)
                                            1
                                             h + h2




6

Страницы