Определение момента инерции параллелепипеда методом крутиль­ных колебаний, страница 2

4. Порядок выполнения работы.

1.  Подключить установку к сети 220 В.

2.  Закрепить исследуемый параллелепипед в рамке так, чтобы одна из граней была перпендикулярна оси вращения, а ось вращения прохо­дила через центр масс. Для этого необходимо произвести следующие действия. Освободить подвижную планку, отвернув зажимные гайки, поднять подвижную планку по направляющим и установить груз на ниж­ней планке рамки. Фиксирующий выступ должен войти в углубление на низшей грани параллелепипеда. Опустить верхнюю подвижную планку по направляющим. Фиксирующий выступ должен войти в углубление на верхней грани. Зажать гайки на направляющих и закрепить груз вер­хним винтом.

3.  Нажать клавишу "Сеть" на панели секундомера. При этом должны загореться лампочки цифровой индикации времени и числа периодов, а также лампочка фотодатчика.

4.  Повернуть рамку с грузом на некоторый угол j так, чтобы флажок рамки притянулся электромагнитом. Нажать клавишу "Сброс". При этом на табло "Периоды" и "Время" должны высветиться нули.

5.  Произвести запуск, нажав клавишу "Пуск".

6.  Остановить счет после десяти полных колебаний. Остановка счета производится нажатием клавиши "Стоп" в тот момент, когда на табло "Периоды" высвечивается цифра 9.

7.  Результат измерения времени десяти колебаний записать в таблицу.

8.  Пункты 4-7 повторить не менее пяти раз.

9.  Руководствуясь пунктом 2, закрепить параллелепипед в рамке так, чтобы другая грань была перпендикулярна оси вращения. Пункты 4-7 повторить для этого положения не менее пяти раз. Результаты из­мерения времени    десяти колебаний записать в таблицу.

10.  Снять груз с рамки. Повторить пункты 4-7 для колебаний пустой рамки не менее пяти раз. Время десяти полных колебаний рамки записать в таблицу.

11.  Измерить штангенциркулем длины, ребер параллелепипеда.

5. Данные установки и таблица результатов измерений.

Масса параллелепипеда 1: m = 1.9 кг;

Его размеры: 50х50х100;

Масса параллелепипеда 2: m = 1,85 кг;

Его размеры: 40х60х100;

Модуль кручения k = 8,26х10³ Н*м.

Таблица результатов измерений.

№ замера	t1, с	t2, с	t0, с
1
2
3
4
5
Средн.

6. Обработка результатов измерений.

1.  Рассчитать средние значения t₁, t₂, t₀.

2.  Рассчитать периоды колебаний Т₁, Т₂, Т₀ по формуле Т = t/10.

3.  По Формуле (8) рассчитать значения моментов инерции параллеле­пипеда для двух его положений относительно оси вращения.

4.  По формуле (9) рассчитать теоретические значения моментов инерции для двух положений параллелепипеда.

5.  Рассчитать абсолютные погрешности Δt₁, Δt₂, Δt₀.

6.  Рассчитать погрешность косвенного измерения ΔJ_эксп. По формуле

ΔJ_эксп. = (k/2p²N)*Öt²(Δt)² + t₀²(Δt₀)²

для каждого из положений параллелепипеда.

7.  Записать результат определения J_эксп. с учетом погрешности и с указанием на доверительную вероятность.

8.  Проанализировать полученные результаты. Определить в % на сколько J_эксп. отличается от J_теор.:

(J_эксп. – J_теор.)/ J_теор.