Для выполнения работы используется типовая установка FPM-05 (крутильный маятник - рис.3), входящая в состав комплекта приборов для лабораторного практикума по курсу «Физические основы механики». На основании 2, оснащенном четырьмя ножками с регулируемой высотой, расположены миллисекундомер 1 и вертикальная колонна 3, на которой укреплены кронштейны 4, 5 и 6. Кронштейны 4 и 6 имеют зажимы, служащие для закрепления стальной проволоки, на которой подвешена рамка 7. На кронштейне 5 укреплена стальная плита 8, на которой расположены фотоэлектрический датчик 9, электромагнит 10 и шкала 11, служащая для определения положения электромагнита относительно фотодатчика. Электромагнит 10 позволяет удерживать рамку 7 в заданном положении. Для этого необходимо нажать клавишу «Сеть». После освобождения рамки нажатием клавиши «Пуск», она будет совершать крутильные колебания, число и продолжительность которых подсчитывается миллисекундомером 1 до момента нажатия клавиши «Стоп». Конструкция рамки 7 позволяет закрепить исследуемое тело 12 при помощи подвижной балки 13, которая перемещается по вертикальным направляющим. Балка 13 фиксируется в нужном положении с помощью гаек на зажимных втулках 14. Исследуемое тело 12 представляет собой стальной прямоугольный параллелепипед со срезанными углами. Отверстия в центрах его граней направлены вдоль главных осей инерции OX, OY, OZ (рис.2), а отверстия в углах - по диагоналям параллелепипеда.
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ.
Упражнение №1. Проверка формулы, связывающей моменты инерции тела с его главными центральными моментами инерции.
1. Штангенциркулем измерил длину a, ширину b и высоту c исследуемого тела.
2. Проверив вертикальность колонны 3, установить электромагнит в заданном положении на платформе 8 и закрепил его.
3.
Последовательно укрепляя
исследуемое тело в рамке 7, на разных осях измерил длительность 
, 
, 
и 
10-15
полных колебаний. Для каждого положения тела измерения выполнил не менее 5 раз.
4.
Определить периоды 
, 
, 
и 
крутильных
колебаний, используя соотношение (5).
Проверить справедливость равенства (4). При сравнении его обеих частей следует учитывать погрешность выполненных измерений
Размер бруса(мм) tx t y tz tn
|
а=59,6 b=39.6 c=99.6 |
9.074 8.154 8.158 8.219 8.251 8.251 tср=8,351 T=0.835 |
10.553 10.551 10.552 10.551 10.551 10.553 tср=10.552 T=1.055 |
11.232 11.232 11.232 11.233 11.230 11.230 tср=11,231 T=1.123 |
9.212 9.211 9.212 9.212 9.212 9.212 tср=9,212 T=0.921 |
|
а=49,6 b=49,6 c=100,6 |
8,279 8,279 8,279 8,260 8,260 8,260 tср=8,260 T=0.826 |
11,062 11,078 11,079 11,060 11,079 11,079 tср=11,072 T=1.107 |
11,062 11,078 11,079 11,060 11,079 11,079 tср=11,072 T=1.107 |
9,263 9,261 9,262 9,262 9,261 9,262 tср=9,262 T=0.926 |
|
а=49,6 b=49,6 c=49,6 |
7,065 7,065 7,064 7,064 7,065 7,065 tср=7,065 T=0.707 |
7,065 7,065 7,064 7,064 7,065 7,065 tср=7,065 T=0.707 |
7,065 7,065 7,064 7,064 7,065 7,065 tср=7,065 T=0.707 |
7,063 7,064 7,063 7,063 7,063 7,063 tср=7,063 T=0.706 |
N=10
Упражнение №2. Изучение эллипсоида тензора моментов инерции.
1.
Изменяя значения углов 
, 
и 
от 
до 
в уравнениях (7-9), построил кривые
образованные сечениями эллипсоида тензора моментов инерции координатными
плоскостями.
2. Пункты 1 и 2 выполнил для двух других тел.
3. Сравнить полученные результаты и сделать выводы.
Вывод: момент инерции тела не зависит от формы тела, а зависит от материала из которого оно изготовлено.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.