Специфичность момента инерции маятника Обербека

/

«ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ГОУ ВПО ИГХТУ)

КАФЕДРА ФИЗИКИ

Доклад

к научно - исследовательской работе

на тему

“Специфичность момента инерции маятника Обербека”

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: «ФИЗИКА»

Автор доклада А. Латыпова

Группа 10(1) Химический Лицей при ИГХТУ

Иваново

2008 г.

Оглавление

Аннотация

Теоретическое введение

Расчетная часть эксперимента

Таблица результатов

Вывод

Аннотация

Было проведено исследование момента инерции системы физических тел с помощью маятника Обербека, в результате которого было выяснено, что скорость падения физического тела может зависеть от направления вектора вращения крестовины маятника Обербека. Гипотеза о данной зависимости обосновывается на основании экспериментальных данных, показывающих различные значения времени падения физического тела в зависимости от направления вектора движения крестовины маятника.

Обнаруженная закономерность заключается в следующем: при вращении маятника по часовой стрелке, наблюдаемые скорости вращения были однозначно меньше, чем при вращении крестовины против часовой стрелки.

Объяснить конкретную причину данной закономерности, пока сложно, но проведенные расчеты показывают, что величина момента инерции изменяется в пределах погрешности измерений.

Теоретическое введение

Общие данные

m Где m - масса грузов, закрепленных на концах стержней крестовины маятника. = 0,144 кг

m1 Где m₁ - масса груза, падающего при вращении крестовины. = 0,175 кг

R Где R - расстояние от середины грузов до оси вращения крестовины. = 0, 22 м

r Где r - радиус шкива. = 0,017 м

Порядок выполнения работы

1) Опыт был проделан в двух условиях, при которых маятник выполняет вращение:

1. по часовой стрелке;

2. против часовой стрелки;

2) C стержней были сняты грузы массой m.

3) Шнур намотан в один слой на шкив (большого диаметра), установлен груз массой m1 на заранее выбранной высоте h. После запуска крестовины, было замерено время падения t0 груза с помощью секундомера 5 раз.

4) Далее на концах стержней были закреплены грузы с одинаковой массой m и определено время падения тела при вращении крестовины t так же 5 раз.

5) С помощью штангенциркуля измерен диаметр шкива d.

6) Результаты опытов были занесены в таблицу с найденными приближенными значениями t0, t и d, абсолютными погрешностями.

7) По формуле (1) вычислялось значение линейного ускорения, с которым падает груз m1 для двух случаев:

а) вращение крестовины без грузов (аq);

б) вращение крестовины с грузами (a);

(1)

7) Момент инерции крестовины с грузами определяли по формуле (2), без грузов по формуле (3):

8) После находили опытное значение момента инерции системы из четырех грузов m

.

9) Затем вычислили теоретическое значение момента инерции системы из четырех грузов по формуле

.

10) Сравнивая полученные результаты Уоп и Уm, рассчитали отношение

11) Выполнили анализ результатов эксперимента.

Расчетная часть опыта

(По часовой стрелке)

t01 = 14,05сек.

t02 = 14,11сек.

t03 =14,15сек. t04 =14,13сек. t05 =14,19сек.

;

t1 = 6,18сек.

t2 = 6,19сек.

t3 = 6,17сек. t4 = 6,18сек. t5 = 6,16сек.

= 0,015

0,032кг*м3;

кг*м3

инерция момент маятник обербек

(Против часовой стрелки)

t1 = 14,51сек.

t2 = 14,48сек.

t3 = 14,43сек.

t4 = 14,47сек.

t5 = 14,45сек.

t01 = 6,43сек.

t02 = 6,39сек.

t03 = 6,40сек.

t04 = 6,44сек.

t05 = 6,38сек.

;

Таблица результатов

(по часовой)

(против часовой)

Вывод

В результате проведенных исследований, получены данные для двух случаев, абсолютные погрешности которых равны 2,5% и 2,6%

На данный момент, на основании значений абсолютных погрешностей, можно утверждать, что разница величин момента инерции может быть объяснена не достаточно точным измерением времени.

Для решения вопроса о существовании данной закономерности, и дальнейшем её объяснении, в случае подтверждения необходимы дальнейшие исследования специфичности вращения маятника в лабораторных условиях.