Механика. Колебания и волны. Молекулярная физика - 57 стр.

UptoLike

Рубрика: 

57
Именно таким образом определяются моменты инерции твердых тел
в настоящей работе. Поскольку исследуемое тело закреплено на под-
веске, в левой части этого уравнения величину I нужно заменить сум-
мой моментов инерции тела I и подвески I
0
. В итоге получаем
2
0
2
.
4
C
ITI
=−
π
(5.10)
Для того чтобы воспользоваться этой формулой, нужно знать значе-
ния двух констант: момента инерции подвески I
0
и модуля кручения про-
волоки C. Эти значения можно определить, измерив периоды крутиль-
ных колебаний нескольких тел с известными моментами инерции, отло-
жив эти данные на графике I от T
2
, и проведя через них прямую линию,
как это показано на рис. 5.1.
График, построенный по набору
экспериментальных точек, называет-
ся градуировочным. В рассматрива-
емом случае он представляет собой
прямую линию с угловым коэффици-
ентом
2
tgα(4)C
, отсекающую
на вертикальной оси отрезок I
0
.
Именно так графически находится
эта величина. Определив эксперимен-
тально угловой коэффициент градуировочной прямой k = tgα, можно
найти модуль кручения проволоки
C = 4π
2
tgα . (5.11)
Теперь, когда оба параметра уравнения (5.10) найдены и градуиро-
вочный график построен, момент инерции любого твердого тела, зак-
репленного в подвеске, может быть легко вычислен или найден графи-
чески по измеренному периоду крутильных колебаний.
Лабораторная установка
Внешний вид установки приведен на рис. 5.2. На основании 1 закреп-
лена стойка 2 с тремя кронштейнами 3, 4 и 5. Между кронштейнами 3
и 5 натягивается стальная проволока, к которой крепится рамка 6, в
которой могут быть закреплены грузы разной формы 7. На кронштейне
4 крепятся электромагнит 8, удерживающий рамку в начальном поло-
жении, угловая шкала 9 и фотодатчик 10, фиксирующий прохождение
I
T
2
–I
0
α
Рис. 5.1. Построение грауировочной
прямой