Подвесить стержень на нитях строго горизонтально, расположив

Подвесить стержень на нитях строго горизонтально, расположи
его между направляющими планки.
2. Взяться за правую направляющую, подвести к стержню и повер
нуть его на угол ? = 4°. Затем резко развернуть направляющую планку о
стержня, предоставив ему возможность совершать крутильные колебани
относительно оси C, как показано на рисунке.
3. Измерить секундомером время
t десяти полных колебаний (от
счет времени начинать при прохождении колеблющегося стержня любог
крайнего положения). Рассчитать период колебаний

= . Опыт повторить n = 9 раз и опреде
лить среднее значение периода T
.
4. Линейкой измерить l – расстояние между точками подвеса стержня и b - длину нитей под
веса. Масса стержня m (в граммах) указана на нем.
5. Подвесить стержень за конец А и заставить колебаться в вертикальной плос
кости. Угол отклонения не должен превышать ? = 4°.
6. Измерить время
t десяти полных колебаний стержня и вычислить период коле
баний

= . Опыт проделать n = 9 раз. Определить среднее значение периода TA .
7. Вычислить моменты инерции стержня относительно перпендикулярных ему,
но параллельных друг другу осей, проходящих через центр мас

C C
1
mgl I

и через кра
стержн

A A

mgl I T

.
8. Случайные отклонения каждого измерения периодов равны соответственно,
? = ? T T T C C C i i и ? = ? T T T A A A i i , а средние квадратичные отклонения:
C

(

S T

= ?

,

A

(

S T

= ?

. Погрешности результатов измерения периодов C C ? = T S n / , A A ? = T S n / .
9. Рассчитать относительные и абсолютные погрешности по формула
2 2 2

m l b T
m l b
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
= + + + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ;
2 2

m l T

m l
? ? ? ? ? ? ? ?
= + + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ;
С С С ? = ? I E I ; A A A ? = ? I E I . Погрешности измерения ?l и ?b равны половине цены деления ли
нейки. Погрешность ?m равна половине единицы из последнего разряда (например, m=92,3 г,
? = = m 0,1 г 2 0,05 г ).
10. Вычислить величины A C I I ?
2 m l 4 и сравнить их значения, которые должны совпасть
соответствии с теоремой Штейнера.
11. Данные измерений и вычислений занести в таблицы 1-4
Контрольные вопросы и задания к лабораторной работе №
1. Дайте определение и объясните физический смысл момента инерции материальной точки и физи
ческого тела.
2. Каким образом вычислить момент инерции тела относительно оси симметрии, проходящей чере
центр масс? Сделайте этот вывод для тонкого стержня, для тонкого кольца, для сплошного диска.
3. Сформулируйте теорему Штейнера. Каким образом эта теорема проверяется в данной работе?
4. Из одинаковых тонких жестяных деталей в виде эллипса сделали, разреза
их на части, и раздвинув на одинаковые расстояния от оси вращения, четыр
плоские фигуры (рис.A). Расставьте моменты инерции I
этих фигур в порядк
возрастания их величин и объясните свой ответ.
5. Тонкий стержень массы m и длины l имеет момент инер
ци

I = ? 1 кг м относительно перпендикулярной оси С, проходящей через ег
центр (рис.Б). Чему равен его момент инерции относительно параллельной оси B,
находящейся на расстоянии l/4?
6. Два одинаковых тонких стержня с массой m и длиной l каждый прива
рены концами под прямым углом друг к другу. Найти момент инерции этого угольника от
носительно перпендикулярной оси A, показанной на рис.В.
7. Получите связь между максимальной угловой скоростью стержня и амплитудой его ко
лебаний. Как эта скорость связана с изменением высоты центра масс колеблющегос
стержня?
8. В соответствии с описанием работы в пособии [3], проделайте и объясните вывод расчетных фор
мул для моментов инерции
I и
I .