Курс общей физики. Миловидова С.Д - 11 стр.

UptoLike

Рубрика: 

11
mgh
п
W =
, где
m
- масса
платформы ,
g
- ускорение
свободного падения. При возвращении платформы в положение
равновесия ее кинетическая энергия будет равна
2
2
1
ωJ
K
W =
, где J - момент
инерции платформы относительно оси 00,
ω
- угловая скорость
платформы в момент достижения ею положения равновесия. Тогда на
основании закона сохранения механической энергии имеем :
mghJ =
2
2
1
ω
(1).
Выразив h через радиусы платформы
R
, диска r , длину нитей
l
, а
ω
через период колебаний
T
, получим формулу для определения момента
инерции:
2
2
T
l
mgRr
J
π
=
(2).
Необходимо отметить, что в общем случае в формуле (2) масса m
может быть суммарной массой платформы и некоторого тела ,
находящегося на этой платформе.
Выполнение работы
1. Изучение зависимости момента инерции системы (платформа
плюс тело) от расположения тела на платформе
По диаметру платформы поместить два тела одинаковой формы и
массы так, чтобы они соприкасались в центре платформы .
Плавно потянув за шнур и резко его отпустив, сообщить платформе
вращательное движение. Колебания платформы должны быть малыми, не
более
4
3
оборота . Измеряя время t 10-20 полных колебаний n платформы ,
определить период колебаний
T
по формуле T = t/n. Данные измерения
провести не менее трех раз (можно с разным числом
n
) и найти среднее
T
. Момент инерции системы , из платформы и двух тел определяется по
формуле (2) :
2
2
2
2
2
1
)()(
4
TmmkTmm
l
gRr
J
телхплтелхпл −−
+=+=
π
,
где
const
l
gRr
k ==
2
4
π
для данной установки .
Величины R ,
r
,
l
и
пл
m
указаны на установке, и множитель
k
определяется один раз для всех измерений .
Результаты занести в таблицу .
п/
п
n
t
,с
T
, с
T
,
с
пл
J
, кг* м
2
Δ J, кг* м
2
%100
пл
пл
J
J
1
2
3
Ср
                                             11
Wп = mgh ,      где m - ма сса пла тф ормы ,          g       -    у скорение
свободного па дения. П ри воз      вра щ ении пла тф ормы в положение
ра вновесия ее кинетическа я энергия бу детра вна W = 1 Jω 2 , где J - момент
                                                             K    2
инерции пла тф ормы относительно оси 00, ω - у глова я скорость
пла тф ормы в момент достижения ею положения ра вновесия. Т огда на
основа нии закона сох ра нения мех а нической энергии имеем:
                                   1 2                          (1).
                                      Jω = mgh
                                         2
            ив h черезра диу сы пла тф ормы R , диска r , длину нитей l , а
     В ы ра з
ω  черезпериод колеба ний T , полу чим ф орму лу для определения момента
инерции:              J=
                          mgRr 2
                               T                           (2).
                                4π 2l
       Н еобх одимо отметить, что в общ ем слу ча е в ф орму ле (2) ма сса m
может бы ть су ммарной ма ссой пла тф ормы и некоторого тела ,
на х одящ егося на этой пла тф орме.
                              Вы полнение ра боты
      1. И зучение за висимости момента инерции системы (пла тформа
                 плюстело) от ра сположения тела на пла тформе
       П о диа метру пла тф ормы поместить два тела одина ковой ф ормы и
ма ссы та к, чтобы они соприка са лись вцентре пла тф ормы .
        П лавно потяну в за ш ну р и рез
                                       ко его отпу стив, сообщ ить пла тф орме
вра щ а тельное движение. К олеба ния пла тф ормы должны бы ть ма лы ми, не
более 3 4 оборота . И змеряя время t 10-20 полны х колеба ний n пла тф ормы ,
определить период колеба ний T по ф орму ле T = t/n. Д а нны е из                    мерения
провести не менее трех ра з(можно с ра з        ны м числом       n  ) и на й ти среднее
T . М омент инерции системы , изпла тф ормы и дву х тел определяется по
                            gRr
ф орму ле (2) :       J1 =      (m пл + m 2− х тел )T 2 = k (m пл + m 2− х тел )T 2 ,
                           4π l
                              2

            gRr
   где k =      = const для да нной у ста новки.
              2
           4π l
      В еличины R, r , l и m пл у ка з а ны на у ста новке, и множитель k
определяется одинра здля всех из   мерений .
      Рез у льта ты з
                    а нести втаблицу .
   №                                                              ∆J пл
   п/ n t ,с           T , с с∆T , J пл , кг*м2 Δ J, кг*м2         J
                                                                        100%
   п                                                                 пл
   1
   2
   3
   С р