Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» Кафедра физики Отчет о лабораторной работе №1: «Законы сохранения в механике Маятник Максвелла» Студент гр. БСНпв-18-01 ____________ А.Д.Нургалиева (подпись, дата) Доцент ____________ М.Р. Давлетшина (подпись, дата) Уфа 2018 Цель работы: определение момента инерции маятника Максвелла с использованием закона сохранения энергии. Приборы и принадлежности: Маятник Максвелла, штангенциркуль. Принципиальная схема установки: Расчетные формулы: 1. Определим момент инерции маятника Максвелла для оси: 1 1 2 8 Iо= ∙ 𝑚о ∙ 𝑅о2 = ∙ 𝑚о ∙ 𝐷о2 (1) 2. Определим момент инерции маятника Максвелла для кольца: 1 1 2 8 Iк= ∙ 𝑚к ∙ (𝑅к2 + 𝑅р2 )= ∙ 𝑚к ∙ (𝐷к2 + 𝐷р2 ) (2) 3. Определим момент инерции маятника Максвелла для ролика: 1 1 2 8 Iр= ∙ 𝑚р ∙ (𝑅р2 + 𝑅о2 )= ∙ 𝑚р ∙ (𝐷р2 + 𝐷о2 ) (3) 4. Определим сумму моментов инерции оси, ролика и кольца: 𝐼 ∗ = 𝐼о + 𝐼р + 𝐼к (4) 5. Определим момент инерции маятника Максвелла: 1 𝑔∙𝑡 2 4 2∙ℎ 𝐼 = ∙ 𝑚 ∙ 𝐷2 ∙ ( − 1) (5) 6. Определим массу маятника Максвелла: 𝑚 = 𝑚о + 𝑚р + 𝑚к (6) 7. Определим диаметр маятника Максвелла: 𝐷 = 𝐷о + 2 ∙ 𝐷𝐻 (7) где, 𝐷𝐻 = 0.5мм 8. Определим относительную величину расхождения: 𝛿= |𝐼−𝐼 ∗ | 𝐼∗ ∙ 100% (8) Таблица измерений: № m, кг t, с 1 2,03 2 2,02 3 2,035 4 2,029 5 2,03 Ср. 0,5492 ∆t, c I, кг ∙ м2 ∆𝐼, кг ∙ м2 2,4358 Расчет прямых и косвенных измерений: 𝐼о = 1 ∙ 0.0332 ∙ 0.012 = 0.415 ∙ 10−6 кг⁄м2 8 1 ∙ 0.3905 ∙ (0.1052 + 0.0862 ) = 898 ∙ 10−6 кг⁄м2 8 1 𝐼р = ∙ 0.1255 ∙ (0.0862 + 0.012 ) = 116.9 ∙ 10−6 кг⁄м2 8 𝐼к = 𝐼 ∗ = 0.415 ∙ 10−6 + 898 ∙ 10−6 + 116.9 ∙ 10−6 = 1015.3 ∙ 10−6 кг⁄м2 m = 0.0332+0.3905+0.1255=0.5492 кг 𝐷 = 0.01 + 2 ∙ 0.0005 = 0.011м 1 9.8 ∙ 2.032 2 𝐼 = ∙ 0.5492 ∙ 0.011 ∙ ( − 1) = 889 ∙ 10−6 кг⁄м2 4 2 ∙ 0.37 (889 ∙ 10−6 − 1015.3 ∙ 10−6 ) 𝛿= ∙ 100% = −12.43% 1015.3 ∙ 10−6 Вывод: определила момент инерции маятника Максвелла с использованием закона сохранения энергии.
