(
Міністерство освіти і науки України
Національний університет „Львівська політехніка“
Кафедра фізики
ЗВІТ
Про виконання лабораторної роботи №9
Визначення моменту інерції тіла неправильної геометричної форми.
Виконав студент групи КБКерівник лабораторних занять:
Львів-2020
ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ ТІЛА НЕПРАВИЛЬНОЇ ГЕОМЕТРИЧНОЇ ФОРМИ
Мета роботи: використовуючи крутильний маятник, визначити момент інерції тіла
неправильної ґеометричної форми
Прилади та обладнання: крутильний маятник, тіло неправильної ґеометричної форми,
секундомір, штанґенциркуль
Робоча
формула
момент інерції тіла
T  T12
1
,
J 
πρD 4 h
32
T12
де ρ – густина матеріалу диску; D, h – діаметр і товщина
диску; Т1 – період коливання диску; Т2 – період коливання диску з
тілом
:
-
2
2
Задані величини:
ρ = (1,40 ± 0,005)∙103 кг/м3, π = 3,14
Фізичні величини, котрі вимірюються прямим способом:
Характеристики
приладів:
ціна
поділки
D, h, Т1, Т2
штанґенциркуля - 0,1мм/под., точність
вимірювання часу секундоміром – 0,01 с
Отримані дані та результати обчислень:
№
D, м
D, м
h, м
h, м
T1 , с
T1, с
T2 , с
T2, с
1
0,3042
0,00004
0,0245
0,00004
1,434
0,035
1,494
0,005
2
0,3040
0,00016
0,0247
0,00006
1,366
0,033
1,472
0,017
3
0,3043
0,00014
0,0230
0,00106
1,396
0,003
1,502
0,013
сер
0,3042
0,00011
0,02406
0,00039
1,399
0,024
1,489
0,012
Обчислення за робочою формулою:
J = 1/32 ***D4*h*((T22-T12)/T12).
J1 = 1/32 *3,14*1400*(0,3042)4*0,0245*((1,4942-1,4342)/1,4342) =
= 2,46*10-3 кг/м2.
J2 = 1/32 *3,14*1400*(0,3040)4*0,0247*((1,4722-1,3662)/1,3662) =
= 1,18*10-3 кг/м2.
J3 = 1/32 *3,14*1400*(0,3043)4*0,0230*((1,5022-1,3962)/1,3962) =
= 4,27*10-3 кг/м2.
Jсер = 1/32 *3,14*1400*(0,3042)4*0,02406*((1,4892-1,3992)/1,3992) =
= 3,76*10-3 кг/м2.
Обчислення похибок:
Відносна: J0 = 4*D/D + h/h + π/π + / + 2*T2 /T2 + 4*T1/T1
J0 = (4*0,00011/0,3042 + 0,00039/0,02406 + 0,0016/3,14 + 0,005/1,4 + 2*0,012/1,489 +
4*0,024/1,399) * 100% = 10,65%
Абсолютна: J= ± J*J0
J = ± 0,00376 * 0,1065 = ± 0,4 * 10-3
Запис кінцевого результату:
J1 = 2,46*10-3 кг/м2.
J2 = 1,18*10-3 кг/м2.
J3 = 4,27*10-3 кг/м2.
Jсер = 3,76*10-3 кг/м2.
J0 = 10,65%.
J = ± 0,4 * 10-3
Висновки:
використовуючи крутильний маятник, визначив момент інерції
тіланеправильної геометричної форми Jсер = 3,76*10-3 кг/м2. Великі
розбіжності в розрахунках спричинені тим, що кут, на який я відхиляв
маятник, був завжди різний, прилади теж були не досить точними, тому що
вони вже не нові (наприклад: штангенциркуль мав не великі, але вагомі
коливання вимірювальної лінійки). Обчислив похибку вимірювання J =
10,65%.
Контрольні питання
1.Моме́нт іне́рції— скалярна
величина, що є мірою інертності для обертального руху аналогічно до маси
для поступального.
2.
4.
7. На відміну від поступального руху, де мірою інертності тіла є тільки його
маса, у випадку обертального руху інертність тіла визначається як масою
тіла, так і розподілом маси відносно осі обертання. Тому для кількісної
характеристики інертності тіл при їх обертальному русі вводиться фізична
величина.
8.
19.11.2020