У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Петербург 2003 Цель работы

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2015-07-05

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 6.4.2025

ГУАП

Кафедра № 43

Рейтинг:

Преподаватель: Орлов В.Ф.  

Маятник Максвелла

Отчёт по лабораторной работе

по курсу “Общая физика”

  ОФ.43.2016.03.л.р.

работу выполнил

студент группы 4312

Маникин Алексей Юрьевич

Санкт-Петербург

2003

Цель работы.

 Определение момента инерции маятника Максвелла

Описание лабораторной установки.

 

  На вертикальной стойке крепятся два кронштейна. Верхний неподвижный кронштейн снабжен воротком для крепления и регулировки бифилярного подвеса, электромагнитом для фиксирования маятника в верхнем положении и фотодатчиком, включающим секундомер. На подвижном кронштейне закреплен фотодатчик, выключающий секундомер. Шкала секундомера вынесена на лицевую панель прибора.

  Кнопка “Сеть” включает питание установки, кнопка “сброс” производит обнуление показаний секундомера. При нажатии на кнопку “Пуск” отключается электромагнит, и маятник приходит в движение.

  Массу и момент инерции можно менять при помощи сменных колец, надеваемых на диск. Длина нити должна быть такой, чтобы нижняя кромка маятника была на 1–2 мм ниже оптической оси нижнего фотодатчика. Ось маятника должна быть горизонтальной. Длина нити (высота падения) определяется по шкале, нанесённой на вертикальной стойке.

Параметры установки

 

  Радиус оси:              r  =  5 мм

  Радиус нити:             rн    = 0,6 мм

  Радиус диска:           R1  = 42,5 мм

  Внешний радиус кольца:  R2  = 52,5 см

  Масса диска:            mD  = 132 гр

  Масса кольца №1:        mK1  = 250 гр

  Масса кольца №2:        mK2  = 390 гр

Технические характеристики приборов

Название

Измерение(max)

Цена деления

Класс точности

Сис. ошибка

1

Линейка

44 см

1 мм

0,5

2 мм

2

Секундомер

99,999 с

0,001 с

1

0,001 с

   

         

3) Рабочие формулы.

 Момент инерции маятника Максвелла:

 

 

           I = mсис-мы(r + rн)2 (gt2/2h0 - 1)    (3.1)

  

 Где mсис-мы – общая масса всей системы, g – ускорение свободного

 Падения, t – время падения, h0 – начальная высота падения маятника.    

 

 Теоретическое выражение момента инерции маятника Максвелла:

           I = ½(mDR12 + mK(R12 + R22))                      (3.2)  

 4) Результаты измерений.

            Таблица 4.1.  Диск без кольца.     mсис-мы = mD = 0.132 кг

             

                h0 = 16,5 см 

                  h0 = 10 см

                   t, сек

                      t, сек

1

                  0,823

                      0,508

2

                  0,816

                      0,604

3

                  0,814

                      0,595

4

                  0,812

                      0,584

5

                  0,8

                      0,595

                                   tсред. = 0,81 с                                               tсред. = 0,58 с

           

           Таблица 4.2.  Диск с кольцом №1.     mсис-мы =  mD + mK1 =  0.38 кг

                h0 = 15,5 см 

                  h0 = 9 см

                   t, сек

                      t, сек

1

                  1,215

                      0,848

2

                  1,242

                      0,838

3

                  1,215

                      0,861

4

                  1,208

                      0,84

5

                  1,215 

                      0,878

                                     tсред. = 1,2 с                                               tсред. = 0,85 с

          

            Таблица 4.3.  Диск с кольцом №2.     mсис-мы =  mD + mK2 =  0.52 кг

                h0 = 15,5 см 

                  h0 = 9 см

                   t, сек

                      t, сек

1

                  1,269

                      0,841

2

                  1,284

                      0,943

3

                  1,273

                      0,895

4

                  1,225

                      0,911

5

                  1,298 

                      0,89

                                    tсред. = 1,25 с                                               tсред. = 0,9 с

5) Примеры вычислений.

 

 5.1. I1 = 0,132*((5 + 0,6)*10-3)2(9,8*0,812/2*16,5 - 1) = 7,7*10-5 кг*м2

     I2 = 6,5*10-5 кг*м2

        I3 = 5,3*10-4 кг*м2

        I4 = 4,6*10-4 кг*м2  

     I5 = 7,9*10-4 кг*м2 

     I6 = 4,1*10-4 кг*м2    

5.2. Iтеор1,2 = ½ * 0,132*(42,5*10-3)2 = 11,5*10-5 кг*м2

     Iтеор3,4 = 6,8*10-5 кг*м2  

     Iтеор5,6 = 10-3 кг*м2

6) Вычисление погрешностей.

 

6.1. Среднее значение момента инерции (I):

   Iср1,2 = (7,7+6,5)/2*10-5 = 7,1*10-5 кг*м2      

   Iср3,4 = 5*10-4 кг*м2      

   Iср5,6 = 6*10-4 кг*м2        

6.2. Относительная погрешность момента инерции (I):

   εIср1,2:  100% * |Iтеор1,2 - Iср1,2|/ Iтеор1,2 = 39%   

   εIср3,4:  100% * |Iтеор3,4 - Iср3,4|/ Iтеор3,4 = 26%

   εIср5,6:  100% * |Iтеор5,6 - Iср5,6|/ Iтеор5,6 = 40%

6.3. Систематическая ошибка момента инерции (I):

    ӨI1 = mсис-мы(r + rн)2(Өt*gt/h + Өh*gt2/2h2) =

       = 0,132(5*10-3 + 0,6*10-3)2((0,0001*0,81*9,8)/0,165 +

       + 9,8*(0,81)2*2*10-3/(2*0,165)) = 3.6*10-7 кг*м2          

    ӨI2 = = 1.3*10-4 кг*м2 

    ӨI3 = = 2.4*10-4 кг*м2                   

7) Окончательные результаты, их обсуждения, выводы.

      Рис 2.1 Точки приложения сил     Рис 2.2 Размеры элементов маятника   

         




1. на тему Московское Княжество 12761462 Выполнил студент ФЭУТ 15 Самсонов А
2. Библейские мотивы в романе Даниеля Дефо Робинзон Крузо
3. Православная инквизиция в России Е
4. Тема- Формальное и неформальное взаимодействие
5. климатические условия здесь благоприятны для ведения сельскохозяйственного производства- в структуре почв
6. по теме социальная педагогика.html
7. Измерение неэлектрических величин.html
8. Маркетинг, тесты
9. 1Your bility to communicte effectively s business professionl gives both you nd your employer benefits in quicker problem solving Bmny professionl imges Cdecresed productivity Di
10. Возможности использования показателей постоянных и переменных затрат на российских предприятиях для целей управления