Задание 1: определить период колебания куба.
1. Установить электромагнит на угол 600−800 по шкале и зафиксировать его положение стопорным винтом.
2. В рамке прибора закрепить образец, имеющий форму куба.
3. Поворачивая рамку прибора, приблизить ее стрелку к электромагниту таким образом, чтобы положение рамки было зафиксировано.
4. Нажать кнопку ПУСК.
5. После того, как произойдет не менее 10 крутильных колебаний, нажать кнопку СТОП.
6. Зная число колебаний и время колебаний , за которое эти колебания произошли, вычислить период колебаний крутильного маятника.
7. Измерения повторить 5−6 раз и вычислить среднее значение периода колебаний. Результаты измерений занести в таблице 10.2.
Периоды колебаний Т1...Т11 определите для следующих положений куба: а) ось вращения проходит через центры двух противоположных граней (Т1, Т2, Т3); б) ось вращения проходит по главной диагонали куба (Т4, Т5, Т6 и Т7); в) ось вращения проходит через середины противолежащих ребер куба (Т8, Т9, Т10, Т11). Сравнить периоды колебаний куба относительно главных осей. Рассчитать погрешности периодов колебаний куба.
|
|
Таблица 10.2
№ | Т1 | Т2 | Т3 | Т4 | Т5 | Т6 | Т7 | Т8 | Т9 | Т10 | Т11 |
1. | |||||||||||
2. | |||||||||||
3. | |||||||||||
4. | |||||||||||
5. | |||||||||||
Тср |
Задание 2: вычислить момент инерции куба по формуле (10.10).
Задание 3: найти период колебаний свободной рамки.
1. Поворачивая рамку прибора, приблизить ее стрелку к электромагниту таким образом, чтобы положение рамки было зафиксировано.
2. Нажать кнопку ПУСК.
3. После того, как произойдет не менее 10 крутильных колебаний, нажать кнопку СТОП.
4. Зная число колебаний и время колебаний , за которое эти колебания произошли, вычислить период колебаний свободной рамки.
5. Измерения повторить 5 раз и вычислить среднее значение периода колебаний. Результаты измерений занести в табл. 10.3.
6. Рассчитать погрешность периода колебаний свободной рамки.
Таблица 10.3
Тср | ||||||
Т0 |
Задание 4: вычислить момент инерции свободной рамки по формуле (10.16).
Задание 5: рассчитать постоянную кручения D по формуле (10.14). Оценить погрешность расчета постоянной кручения.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение момента инерции.
2. Поясните физический смысл понятия момента инерции.
3. Какие оси называют главными осями инерции?
|
|
4. Как вычислить момент инерции тела относительно оси вращения параллельной одной из главных осей?
5. Покажите, что момент инерции однородного куба относительно оси, проходящей через его центр, .
6. Выведите формулы (10.6), (10.7), (10.9) и (10.12).
7. Что такое крутильный маятник?
8. Сформулируйте теорему Штейнера.
9. Определите физический смысл постоянной кручения D.
10. Объясните методику определения момента инерции свободной рамки маятника.