Материал: Mekhanika_Ch2

11. Побудувати графік залежності , відкладаючи на вісь абсцис М, а на вісь ординат – .

12. Користуючись графіком, визначити момент сили тертя та мо­мент iнерцiї маятника. Графік залежності повинен пе­ретинати вісь абсцис. Положення точки перетину визначає вели­чину моменту сил тертя, а котангенс кута нахилу графіка к вісі абсцис – момент iнерцiї маятника.

14.4 Порядок виконання роботи № 5.3

МЕТА РОБОТИ: визначити момент iнерцiї 4-х вантажів, які знахо­дяться на стержнях маятника, динамічним та теоретичним методами.

ПРИЛАДИ: хрестоподібний маятник, секундомір, штангенциркуль, лінійка.

ЗАВДАННЯ ДО РОБОТИ:

- Визначити динамічним методом момент iнерцiї чотирьох вантажів, які знаходяться на стержнях маятника.

- Визначити момент інерції чотирьох вантажів .

- Розрахувати відносну похибку та півширину довірчого ін­тер­ва­лу .

1. Виміряти один раз діаметр великого шківа маятника, знайти r.

2. Виміряти відстань R від осі обертання до центру ваги вантажів т,

які знаходяться на стержнях маятника.

3. Одночасно ввімкнути секундомір і повернути догори держак гальма Верхній зріз вантажу m₀ повинен бути нижче обруча маятника.

4. Коли розмотається шнур зі шківу, вимкнути секундомір. Записати показання секундоміра у таблицю 14.5.

5. Виміряти висоту h падіння вантажу.

6. Повторити 4 рази виміри часу t згідно пунктам 3÷4.

7. Розрахувати момент інерції маятника І за (14.9).

8. Визначити динамічним методом момент інерції 4 вантажів І_в., які

знаходяться на стержнях маятника.

(14.12)

де І₀ = 4,1510^-2 кгм², k – поправочний коефіцієнт (к= 0,98).

9.Обчислити теоретично момент інерції 4 вантажів за формулою

(14.13)

Таблиця 14.5

10. Виходячи з (14.9), обчислити відносну похибку . При цьому півширину довірчого інтервалу r і h визначити за формулою для одинич­ного вимірювання, m₀ та g – як для табличних величин, а для t об­чи­слити за допомогою серiї з 5 вимірювань.

Для штангенциркуля – = 0,05 мм, v = 0,05 мм; лiнiйки – = 1 см, v = 0,5 см; секундоміра – = 0,1 с.

Обчисливши I/I, знайти півширину довірчого інтервалу I.

Результати обчислень похибок занести у таблицю 14.6.

Таблиця 14.6

Примітка: т₀ = 0,5 кг, т₁ = 0,592 кг, т₂ = 0,591 кг, т₃ = 0,575 кг, т₄ = 0,592 кг.

14.5 Порядок виконання роботи № 5.4

МЕТА РОБОТИ: визначити кутове прискорення та моменти iнерцiї маятника при різних значеннях мас вантажів, які закріплені на стерж­нях маятника і постійному моменті сили.

ПРИЛАДИ: хрестоподібний маятник, штангенциркуль, секундомір, лiнiйка, комплект змінних вантажів, які закрiпленi на стержнях маят­ника.

ЗАВДАННЯ ДО РОБОТИ:

- Розрахувати моменти iнерцiї I та кутове прискорення  при різних значеннях мас вантажів закріплених на стержнях маятника.

- Побудувати графік залежності .

- Обчислити відносну похибку та півширину довірчого інтервалу .

1. Виміряти один раз діаметр великого шківа маятника, знайти r.

2. Виміряти відстань R від вісі обертання до центру ваги вантажів т які знаходяться на стержнях маятника.

3. Одночасно ввімкнути секундомір і повернути догори держак гальма Верхній зріз вантажу m₀ повинен бути нижче обруча маятника.

4. Коли розмотається шнур зі шківа, вимкнути секундомір. Записати показання секундоміра у таблицю 5.1.

5. Виміряти висоту h падіння вантажу.

6. Повторити 4 рази виміри часу t згідно пунктам 3÷4.

7. Зняти із стержнів перший комплект вантажу m₁.

8. Взяти із запасного блоку другий комплект вантажів m₂ і встанови­ти їх на тій же відстані R на якій знаходились вантажі m₁.

9. Виміряти час падіння вантажу m₀ один раз згідно пунктам 3 ÷ 4.

10. Потім використовуючи третій комплект вантажів m_a і виконати вимірювання згідно пунктам 3 ÷ 8. Після вимірювань устаткування привести у початковий стан. Дані вимірювань занести до таблиці 14.7.

11. Розрахувати кутове прискорення  за (4) , використавши середнє для перших 5 вимірювань, а потім для наступних вимірювань t.

12. Обчислити момент інерції I маятника за формулою

, (14.14)

де І₀ = 4,610^-2 кг/м², – середнє арифметичне з 4-х вантажів.

13. Розрахувати значення .

14. Згідно з (14.4), обчислити відносну похибку . При цьому півширину довірчого інтервалу і визначити за формулою для одинич­ного вимірювання, а за серією перших 5 вимірювань.