Лабораторная работа 1.2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
Цель работы: измерение моментов инерции твердых тел методом крутильных колебаний.
 |
Для твердого тела, закрепленного в рамке (рис. 1),
запишем уравнение движения
(1)
где 
— момент инерции рамки;
— момент инерции твердого тела относительно оси вращения;
— угол поворота рамки;
— модуль кручения проволоки.
Период крутильных колебаний
. (2)
Порядок выполнения работы
1. Нажать кнопку «Сеть» на лицевой панели прибора и включить тумблер «Магнит» на стойке прибора.
2. Проверить притяжение магнитом флажка рамки.
3. Повернуть магнит на угол (величину угла задает преподаватель).
4. Определить момент инерции рамки. Для этого нужно повернуть рамку от нулевой отметки шкалы на угол , зафиксировать это положение электромагнитом, после чего выключить тумблер «Магнит» (при этом автоматически включается миллисекундомер). Рамка начнет совершать крутильный колебания. С помощью секундомера определить время 10 – 15 колебаний τ0. Опыт повторить три раза. Вычислить период колебания рамки 
= τ0/n0, где n0 – количество полных колебаний рамки.
Из формулы
, (3)
определить момент инерции рамки I0.
5. Закрепить металлический параллелепипед в рамке так, чтобы ось вращения совпала с осью, относительно которой, по указанию преподавателя, следует определить момент инерции.
6. Повернуть рамку с параллелепипедом от нулевой отметки шкалы на угол и зафиксировать это положение электромагнитом. После этого выключить тумблер «Магнит» и по секундомеру определить время 10 – 15 колебаний τ. Опыт повторить три раза.
7. Вычислить период колебаний рамки с параллелепипедом
|
= τ/n, где n – количество полных колебаний. Из формулы  |
определить момент инерции параллелепипеда.
8. Рассчитать погрешность измерений
и относительную погрешность.
Таблица 1
№ опыта |
|
|
| № опыта |
|
|
|
1 | 1 | ||||||
2 | 2 | ||||||
3 | 3 |
(с)
(с)
Значение модуля кручения проволоки D указано в паспорте установки.
Контрольные вопросы
1. Основной закон динамики вращательного движения.
2. Что такое момент инерции?
3. Теорема Штейнера.
