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转动惯量实验仪的实验内容

点击次数:299 发布时间:2019/4/19
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转动惯量是刚体转动时惯性的量度,其量值取决于物体的形状、质量分布及转轴的位置。刚体的转动惯量有着重要的物理意义,在科学实验、工程技术、航天、电力、机械、仪表等工业领域也是一个重要参量。电磁系仪表的指示系统,因线圈的转动惯量不同,可分别用于测量微小电流(检流计)或电量(冲击电流计)。在发动机叶片、飞轮、陀螺以及人造卫星的外形设计上,精确地测定转动惯量,都是十分必要的。

测定方法

测定刚体转动惯量的方法很多,常用的有三线摆、扭摆、复摆等。三线摆是通过扭转运动测定物体的转动惯量,其特点是无力图像清楚、操作简便易行、适合各种形状的物体,如机械零件、电机转子、电风扇的风叶等的转动惯量都可用三线摆测定。这种实验方法在理论和技术上有一定的实际意义。

实验内容

1.测定仪器常数。

恰当选择测量仪器和用具,减小测量不确定度。自拟实验步骤,确保三线摆的上、下圆盘的水平,使仪器达到测量状态。

2.测量下圆盘的转动惯量 ,并计算其不确定度。

转动三线摆上方的小圆盘,使其绕自身轴转一角度α,借助线的张力使下圆盘作扭摆运动,而避免产生左右晃动。自己拟定测 的方法,使周期的测量不确定度小于其它测量量的不确定度。利用式,求出 ,并推导出不确定度传递公式,计算的不确定度。

3.测量圆环的转动惯量   

在下圆盘上放上待测圆环,注意使圆环的质心恰好在转动轴上,测量系统的转动惯量。测量圆环的质量和内、外直径 。利用式求出圆环的转动惯量 。并与理论值进行比较,求出相对误差。

4.验证平行轴定理  

将质量和形状尺寸相同的两金属圆柱重叠起来放在下圆盘上,注意使质心与下圆盘的质心重合。测量转动轴通过圆柱质心时,系统的转动惯量 。然后将两圆柱对称地置于下圆盘中心的两侧。测量此时系统的转动惯量 。 测量圆柱质心到中心转轴的距离计算,并与测量值比较。

 
 
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