对于形状较复杂,质量分布不均匀的刚体,其转动惯量可用实验的方法测定。测量的方法通常有动力法和振动法。本实验采用动力法测转动惯量。
动力法是利用转动定律,通过对刚体转动时所受力矩和角加速度的测量来求得转动惯量。
实验目的
实验原理
实验仪器
实验内容与步骤
数据记录与处理
实验目的
掌握由转动定律测转动惯量的方法。
掌握电子毫秒计的使用。
学习用作图法处理数据的方法。
实验原理
基本定律
刚体转动定律:刚体所受的对于某一固定转轴的合外力矩等于刚体对此转轴的转动惯量与刚体在此合外力矩作用下所获得的角加速度的乘积。
基本公式
刚体定轴转动的动力学公式
刚体定轴匀角加速度转动的运动学公式
刚体在重力矩作用下转动,设角位移为1的时刻为t1,角位移为2的时刻为t2,则
当外力矩,转动体系只在阻力矩下转动,设角位移为1的时刻为t1',角位移为2 的时刻为t2',则
体系的转动惯量为
m与1/t2 之间为线性关系,由图求出
转动惯量J。
用作图法确定转动惯量,根据
转动惯量的理论值为
实验中具体做法是:
先测出全系统的转动惯量J ,然后测出实验仪空载时(承物台上不放铝环)的转动惯量 J0。根据Jx+J0= J ,可求出待测物体铝环的转动惯量J x 。
实验仪器
刚体转动惯量实验仪
光电门
遮光杆
铝环
电子毫秒计
塔轮
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