munka 7
A cél a munka - a tanulmány a Maxwell-inga és meghatározás segítségével a tehetetlenségi nyomatéka szilárd.
Elméleti alapjai laboratóriumi munka
Ebben a laboratóriumi munka a tehetetlenségi nyomatéka szilárd kísérleti úton határozzuk meg, a támogatás Maxwell inga.
Tehetetlenségi nyomatéka a test egy intézkedés a test tehetetlenségének a rotációs mozgás. A tehetetlenségi nyomaték függ a mérete és alakja a szervek és elosztását a testtömeg képest a forgástengely.
Tehetetlenségi nyomaték additív mennyiség. Ha láthatóvá a testet, amely egy igen nagy számú kis elemek Dmi. a tehetetlenségi nyomatéka, mint diszkrét testétől megközelítőleg formula határozza meg
Közelítő pontosabb, minél nagyobb a partíciók számát az alapvető testsúly Dmi.
Egy végtelenül nagy a szám értékét i elemi tömegek tart végtelenbe, és DMI-n. Ez nullához. Ezután a tehetetlenségi nyomatéka szilárd merev test (folytonos tömegeloszlású) úgy határozzuk meg, a képlet
ahol ri - a távolság az elem a forgási tengely; r - az anyag sűrűsége a mennyiség elem dV R távköznyire a forgástengelytől.
Így a probléma a megállapítás a tehetetlenségi nyomatéka különböző szervek csökken az integráció a képlet (1) az adott test teljes térfogatában.
A felmerülő megfelelési számítási képletek használt tehetetlenségi nyomatéka a test, és a törvény védelme a teljes mechanikai energia.
Tekintettel arra, hogy a tehetetlenségi nyomatéka a test additív nyomaték értéke, az elméleti érték tehetetlenségi inga Maxwell Jt lehet meghatározni az összeget a tehetetlenségi nyomatékot kapunk az integráció eredményeként a képlet (1) annak három elemből áll: egy inga tengelye hajtott gyűrű és viselt egy lemezen
tehetetlenségi nyomatéka az inga tengely;
tehetetlenségi nyomatéka a hajtás
tehetetlenségi nyomatéka a gyűrű, kopott a lemezen;
A mozgási energia az inga m tömegű, emelt és rögzített a h magasság. nulla. A teljes mechanikai energia határozza csak a potenciális energia Ep = MGH.
Az alsó helyzetében az inga Ep = 0, és a teljes mechanikai energiát az összege a kinetikus energiával a transzlációs és rotációs mozgások
Ezzel a szögelfordulása modul w sebesség. lineáris sebesség u modul és a lemez sugara R kapcsolódnak a
A megmaradási törvénye azt jelenti, hogy az összes energia az inga a felső és az alsó meg kell egyeznie, azaz
Ennélfogva ha (4) egyenlet, a tehetetlenségi nyomatéka az inga
Az egyenletesen gyorsuló mozgás közötti kapcsolat a h távolság. telt test, mérete u és t az idő díjtípusa
Behelyettesítve az utóbbi kifejezést a (6) képletű, megkapjuk az összefüggést, hogy meghatározzuk a kísérleti érték a tehetetlenségi nyomaték
(8) képletű levezethető alapján a dinamika egyenletek transzlációs és rotációs mozgást (lásd. Lab. Munka 5).
Összességében véve a berendezés képviselt a 2. ábra. A bázist 1 rögzített oszlop elektronikus stopper-2, amely rögzítetten van rögzítve egy felső tartó 9, és a mozgatható alsó kar 7. A felső 10 kar egy elektromágnes, és a fotoelektromos érzékelő 11, és az alsó konzol - Fényelektrómos érzékelő 3.
Az inga egy lemezt 5 szerelt tengely 6, felfüggesztve két szál 4 (bifiláris szuszpenzió). A lemezen is kibír cserélhető 12 gyűrű, ezzel megváltoztatva, tehetetlenségi nyomaték.
Az inga megmarad a felső helyzetben egy elektromágneses 10 fotoelektromos érzékelők 3 és 11 vannak összekötve egy elektronikus stopper 2. Felső elektronikus érzékelő érzékeli a kezdete az inga, és az alsó - zárómozgás (csökkentő) az inga.
Az, hogy a teljesítmény
- Ahhoz, hogy egy ingahajtás egyik gyűrű.
- Engedélyezze beállítás gombbal a „hálózat” gombra.
- Állítsa be az inga tengelye vízszintes.
- Engedje az alsó végén az inga körülbelül 2 mm alatti optikai tengely fotoelektromos érzékelő. (Beállítása az inga helyzetben változó hosszát a menet, illetve a mozgás az alsó kar a kívánt magasságba.)
- Tartalmaz egy elektromágnes (a „Start” gombra kell a felső pozícióban).
- Záró menet tekercs egyenletesen az inga tengelyének az inga rögzítése előtt egy elektromágnes a felső pozícióban.
- Mérjük az időt az őszi inga elektronikus stopper nyomja meg a „Reset”, majd a „Start” gombra.
8. Ismételje tízszer több 1-7.