文档介绍:实验扭摆法测定体转动惯量
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实验2-10扭摆法测物体的转动惯虽
【引言】转动惯量是刚体转动时惯性大小的量度,是表明刚体特性的一个物理量。刚体相对于某转轴的转动惯量,是组成刚体的各质元质量与它们各自到该转轴距离平方的速度,此谐振动的周期为
(2-10-4)
由(2-10-4)可知,只要实验测得物体扭摆的摆动周期,
并在
I和K中任何一个量已
知时即可计算出另一个量。由公式(2-10-4)可得出
.I。.I011
(2-10-5)
上T°211T12T02I0为金属载物盘绕转轴的转动惯量,11为另一物体的转动惯量理论值,该物体为质量是m〔,外径为D〔的圆柱体,则I1Imp;,T°是只有载物盘时测得的周期,T〔是载物8盘上加载m〔后测得的周期。
由(2-10-4)和(2-10-5)可推导出弹簧的扭转常数(2-10-6)本实验用一个几何形状规则的物体,它的转动惯量可以根据它的质量和几何尺寸用理论公式直接计算得到,再算出本仪器弹簧的扭转常数
K值。若要测定其它形状物体的转动
测定其摆动周期,由公式(2-10-4)
惯量,只需将待测物体安放在本仪器顶部的各种夹具上,
即可算出该物体绕转动轴的转动惯量。
平行轴定理:若质量为m的物体绕通过质心轴的转动惯量为|0时,当转轴平行移动距
离为x时,则此物体对新轴线的转动惯量变为|0mx开机:显示上图,若异常,可按复位键,即可正常(默认状态为摆动)
按功能键:可选择摆动和转动(开机和复位默认状态为摆动)
按置数键:显示N10,按上调键,周期数依次加1,按下调键,周期数依次减1,周期数可在120间任意设定,再按置数键确认。显示F1end或F2end,预设后仅当再次置数或复位,其余操作均不改变预置周期数。
按执行键:,计
时灯亮,直到周期数等于设定值时,停止计时,计时灯灭,显示第一次测量总时间。重复上述步骤,可进行最多5次测量(P1,P2,P3,P4,P5)。执行键还具有修改功能。如要修改第三组数据,,重新测量第三组数据
。本实验通过移动细杆上滑块的位
置,来改变滑块和转轴之间的距离。
【仪器介绍】扭摆、转动惯量测试仪、金属载物盘、塑料圆柱体、金属圆筒、木球、金属细杆、
天平、缺码、游标卡尺、钢尺、高度尺。
转动惯量测量仪由主机和光电传感器组成,可测出物体的多倍扭摆周期,并算出扭
摆周期T。使用时,调节光电传感器在固定支架上的高度,使挡光杆自由往返通过光电
门,操作时开启电源、复位、执行,光杆自由往返通过光电门,转动惯量测量仪自动计数并自动停止,结果显示后再执行”,多次测量最后求平均值。
图2-10-2转动惯量实验仪
按查询键可知每次测量周期(C1C5),以及多次测量的周期的平均值CA,及当前的
周期数n,如显示“NO表示无数据。
按自检键:仪器自动依次显示:
nN-12nN-1SCGood自动复位P1
按返回键,系统无条件回到最初状态,清除所有执行数据。
【实验内容】
用游标卡尺分别测出圆柱体的外径,金属圆筒的内、外径,球体直径,用米尺测金
属细杆的长度,各测5次,取平均值;
用数字式电