Всего на сайте:
282 тыс. 988 статей

Главная | Механика

Определение момента инерции махового колеса и силы трения в упоре.  Просмотрен 30

Лаборатория общего

физического практикума

 

Раздел: МЕХАНИКА

 

Тирасполь - 2020

 

Лабораторная работа № 1.06

Определение момента инерции махового колеса и изучение маятника Максвелла

Цель работы: Изучение законов вращательного движения твердых тел. Определение момента инерции махового колеса и силы трения в упоре. Определение момента инерции маятника Максвелла.

Приборы и принадлежности:Установка для определения момента инерции махового колеса и силы трения в упоре, секундомер, линейка, маятник Максвелла.

 

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Определение момента инерции махового колеса и силы трения в упоре.

Прибор состоит из махового колеса, насаженного на вал и отсчетной линейки (см. рис. 1). Вал установлен на шарикоподшипниках С. На него наматывается шнурок, к концу которого крепится чашка массой m0.

Если считать массу чашки вместе с грузом m, то в результате движения до полного разматывания шнурка груз проходит расстояние h1;это означает, что в начальный момент движения система обладала запасом потенциальной энергии

.

Потенциальная энергия расходуется на преодоление силы трения и увеличение кинетической энергии системы, т.е. закон сохранения энергии имеет вид:

, (1)

где - работа по преодолению силы трения.

Уравнение (1) относится к тому моменту времени, когда груз находится в наиболее низком положении. Силу трения можно определить, исходя из следующих соображений. Вращаясь по инерции, маховое колесо поднимает груз на высоту h21, при этом система будет обладать потенциальной энергией

.

Убыль потенциальной энергии равна работе по преодолению силы трения:

. (2)

Отсюда

. (3)

Для определения момента инерции I заменим в уравнении (1) ω и v. Так как движение равноускоренное без начальной скорости, то

,

где t - время опускания груза.

Угловая скорость равна

, (4)

где r - радиус вала, в результате

. (5)

Подставляя выражения (3), (4) и (5) в (1), после соответствующих преобразований получим, что

. (6)

Предыдущая статья:Ход работы: Устанавливают грузы, измеряют по три значения диаметра каждого шкива Следующая статья:II. Определение момента инерции свободного маятника Максвелла и момента инерции кольца.
page speed (0.0141 sec, direct)