Определение момента инерции конструкции методом физического маятника. Меденцов Л.Ф. - 5 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

2. Ход работы.
1-я часть.
Определение момента инерции конструкции
аналитическим способом относительно оси, не
проходящей через ее центр масс.
На рис. 2 изображена конструкция, состоящая
из нескольких тел: например, полого цилиндра,
стержня, сплошного цилиндра (или однородного
шара), который может перемещаться вдоль
стержня. (Конструкция может включать и иные
тела).
Момент инерции конструкции, состоящей из
нескольких тел, равен
сумме моментов инерции
этих тел относительно оси качания (т. О). Таким
образом в данном случае
321
JJJJ
+
+
=
, где
1
J
момент инерции полого цилиндра,
2
J
момент инерции стержня и
3
J момент
инерции шара (или сплошного цилиндра). Каждый
из моментов инерции вычисляем по теореме Штейнера.
2
11011
dmJJ +=
;
2
22022
dmJJ +=
;
2
33033
dmJJ +=
, где
321
,, ddd расстояния от центров масс каждого из тел до
точки О,
321
,, mmm массы этих тел, а
030201
,, JJJ моменты инерции этих тел относительно осей,
проходящих через их центры масс, вычисляющихся по
формулам:
()
2
2
2
1101
2
1
RRmJ +=
,
2
202
12
1
l
mJ =
,
2
303
5
2
RmJ =
,
2
303
2
1
rmJ =
.
Линейные размеры тел взять с маркировки на поверхности
тел (массы тел написаны там же), либо измерить инструментом;
линейкой измерить расстояния от центров масс тел до т.О.
Вычислить
030201
,, JJJ ,
321
,, JJJ и общий момент
инерции системы
теор
J
.
2-я часть
. Определение момента инерции экспериментальным
способом.
Рис.2
С
О
d
       2. Ход работы.
       1-я часть. Определение момента инерции конструкции
         О      аналитическим способом относительно оси, не
                проходящей через ее центр масс.
                    На рис. 2 изображена конструкция, состоящая
                из нескольких тел: например, полого цилиндра,
d
                стержня, сплошного цилиндра (или однородного
                шара), который может перемещаться вдоль
                стержня. (Конструкция может включать и иные
           С
                тела).
                    Момент инерции конструкции, состоящей из
                нескольких тел, равен сумме моментов инерции
                этих тел относительно оси качания (т. О). Таким
                образом в данном случае J = J1 + J 2 + J 3 , где
                     J1 − момент    инерции   полого            цилиндра,
                     J 2 − момент инерции стержня и           J 3 − момент
      Рис.2   инерции шара (или сплошного цилиндра). Каждый
из моментов инерции вычисляем по теореме Штейнера.
J1 = J 01 + m1d12 ;  J 2 = J 02 + m2 d 22 ; J 3 = J 03 + m3d 32 , где
d1 , d 2 , d 3 − расстояния от центров масс каждого из тел до
точки           О,      m1 , m2 , m3 − массы  этих    тел,     а
J 01 , J 02 , J 03 − моменты инерции этих тел относительно осей,
проходящих через их центры масс, вычисляющихся по
формулам:
    J 01 =
             1
             2
                 (        )          1             2               1
               m1 R12 + R22 , J 02 = m2l 2 , J 03 = m3 R 2 , J 03 = m3r 2 .
                                    12             5               2
  Линейные размеры тел взять с маркировки на поверхности
тел (массы тел написаны там же), либо измерить инструментом;
линейкой измерить расстояния от центров масс тел до т.О.
    Вычислить J 01 , J 02 , J 03 , J 1 , J 2 , J 3 и общий момент
инерции системы J теор .
2-я часть. Определение момента инерции экспериментальным
способом.