Проверка основного закона динамики вращательного движения и определение момента инерции динамическим методом

Цель работы: проверка основного закона динамики вращательного движения и определение момента инерции динамическим методом.

Приборы и материалы: миллисекундомер, кронциркуль, измерительная линейка.

Элементы теории и метод эксперимента.

Основной закон динамики вращательного движения связывает силовую характеристику и инерциальные свойства тела с кинематическими характеристиками и утверждает:

E=M / I  , где

E- угловое ускорение

M-момент всех сил

I-момент инерции

Прибор Обербека состоит из четырех стержней и двух шкивов разного диаметра d₁ и d₂, укрепленных на одной горизонтальной оси. На стержнях 4 груза одинаковой массы m. На один из  шкивов наматывается нить, к которой прикреплен груз массой m₀.

                                               M=T d/2

T-cила натяжения

 

В соответствии с 3 законом Ньютона, равная

по величине сила будет действовать и на груз m₀.

По второму закону Ньютона:

                                     m₀ a =m₀ g –T

                                            T=m₀(g-a)     , получим

                                     M= m₀ a(g/a -1)d/2

                                     a=2h/t²

a - ускорение

h -высота падения

t -время падения

 

                                        M=m₀ 2h/t² ( gt²/2h -1 ) d/2

Угловое ускорение и линейное пропорциональны:

                                             a= E d/2

Отсюда

                                           E=2h/t² * 2/d

 

Найдем отношение момента силы натяжения нити к угловому ускорению:

                                    M/E=1/4 m₀ d²(gt²/2h -1)

h, м	t, c	(M/E)эксп , кг м2	I   , кг м2
1.
2.

h, м	t, c	(M/E)эксп , кг м2	I   , кг м2
1.
2.
h, м	t, c	(M/E)эксп , кг м2	I   , кг м2
1.
2.

h, м	t, c	(M/E)эксп , кг м2	I   , кг м2
1.
2.

h, м	t, c	(M/E)эксп , кг м2	I   , кг м2
1.
2.

h, м	t, c	(M/E)эксп , кг м2	I   , кг м2
1.
2.