三线摆,怎样用三线摆测定任意形状物体的转动惯量最好直接答复
来源:整理 编辑:智能门户 2024-04-10 13:23:54
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1,怎样用三线摆测定任意形状物体的转动惯量最好直接答复
利用三线摆测定任意形状的物体绕某轴的转动惯量是大学物理实验的内容。建议你看一下大学物理的有关书籍。我给你找个一份电子文档,你要是没有大学物理实验的书的话,可以点击下面的连接。 http://wlsy.cug.edu.cn/zhidao/87.html对任意形状物体,首先要看测量它对哪个轴的转动惯量,然后将物体固定好,并使那个轴与三线摆的中心轴对齐,这样就可以用常规的方法(即测量具有规则形状转动惯量的方法)来测量了。 就是要求测量的那个轴呀。
2,如何使用三线摆测量质量分布不均匀物质的转动惯量
用三线摆法测量质量分布不均匀物质的转动惯量,可以将待测物体用三根对称的线悬挂起来,测量物体转动时的周期,再测量出绳子长度,悬孔间距,就可以计算出物体围绕中心轴的转动惯量。测量下盘和圆环对中心轴的转动惯量 1. 调节上盘绕线螺丝使三根线等长(50cm左右);调节底脚螺丝,使上、下盘处于水平状态(水平仪放于下圆盘中心)。 2. 等待三线摆静止后,用手轻轻扭转上盘5°左右随即退回原处,使下盘绕仪器中心轴作小角度扭转摆动(不应伴有晃动)。用数字毫秒计测出50次完全振动的时间0t,重复测量5次求平均值0t,计算出下盘空载时的振动周期t0。 3. 将待测圆环放在下盘上,使它们的中心轴重合。再用数字毫秒计测出50次完全振动的时间t,重复测量5次求平均值,算出此时的振动周期t。 4. 测出圆环质量。
3,利用三线摆如何测量质量分布不均匀物质的转动惯量
测量下盘和圆环对中心轴的转动惯量 1. 调节上盘绕线螺丝使三根线等长(50cm左右);调节底脚螺丝,使上、下盘处于水平状态(水平仪放于下圆盘中心)。 2. 等待三线摆静止后,用手轻轻扭转上盘5°左右随即退回原处,使下盘绕仪器中心轴作小角度扭转摆动(不应伴有晃动)。用数字毫秒计测出50次完全振动的时间0t,重复测量5次求平均值0t,计算出下盘空载时的振动周期T0。 3. 将待测圆环放在下盘上,使它们的中心轴重合。再用数字毫秒计测出50次完全振动的时间t,重复测量5次求平均值,算出此时的振动周期T。 4. 测出圆环质量。用三线摆法测量质量分布不均匀物质的转动惯量,可以将待测物体用三根对称的线悬挂起来,测量物体转动时的周期,再测量出绳子长度,悬孔间距,就可以计算出物体围绕中心轴的转动惯量。
4,三线摆能否测量非规则形状的转动惯量
三线摆能否测量非规则形状的转动惯量此问题的关键是如何将物体固定好,且使该“特定轴”与三线摆的中心轴对齐,如果能做到,就可以按照测量规则形状物体转动惯量的方法来测量。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。 例如: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。对于质量分布均匀,外形不复杂的物体可以从它的外形尺寸的质量分布用公式计算出相对于某一确定转轴的转动惯量三线摆能否测量非规则形状的转动惯量此问题的关键是如何将物体固定好,且使该“特定轴”与三线摆的中心轴对齐,如果能做到,就可以按照测量规则形状物体转动惯量的方法来测量。此问题的关键是如何将物体固定好,且使该“特定轴”与三线摆的中心轴对齐,如果能做到,就可以按照测量规则形状物体转动惯量的方法来测量。
5,三线摆测刚体转动惯量时扭转角对实验结果的影响是什么原因是什
扭转角的大小对实验结果是有影响的,这是因为只有当扭转角a很小的时候有sina=a,才能将三线摆的运动近似看成是简谐振动。如果摆角过大,会导致扭转力矩过大,从而使所测得的平均周期大大偏小,这样计算所得的转动惯量值与理论值误差很大。三线摆测物体的转动惯量,如果扭摆角度超过5度就不能近似看做是简谐运动了。扭摆,只有在小角度情况下,回复力矩才能看做是线性回复力矩,才能使用简谐运动公式来计算周期。所以测量结果的误差会变得很大。扩展资料: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。转动惯量只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置,而同刚体绕轴的转动状态(如角速度的大小)无关。形状规则的匀质刚体,其转动惯量可直接用公式计算得到。而对于不规则刚体或非均质刚体的转动惯量,一般通过实验的方法来进行测定,因而实验方法就显得十分重要。转动惯量应用于刚体各种运动的动力学计算中。参考资料来源:搜狗百科-转动惯量扭转角的大小对实验结果是有影响的,这是因为只有当扭转角a很小的时候有sina=a,才能将三线摆的运动近似看成是简谐振动。如果摆角过大,会导致扭转力矩过大,从而使所测得的平均周期大大偏小,这样计算所得的转动惯量值与理论值误差很大
6,三线摆实验的数据处理
在做三线摆实验时,往往出现实验结果与理论值比较的误差较大,这是正常的,现在就来分析一下,到底哪些会影响最终结果。 1.各种近似对测量结果的影响。 (1)忽略平动动能的影响。 下圆盘在扭动过程中,其质心作升降运动的速度为V=dh/dt=d〔2Rr(1-cosΘ)/2H〕/dt=RrwsinΘ/H 则平动动能为EK平=1/2m*V2= m0R2*r2*w2*sin2Θ/2H2 下圆盘的转动动能为EK转=1/2*1/2*m0R2*w2 平动动能与转动动能之比的值为2r2*sin2Θ/H2 增大H可以减小由于忽略平动动能带来的影响,另外,该比值还与角位移有关。现以我校所用的三线摆为例,讨论角位移对比值的影响,H取50.Ocm,,r=4.Ocm,R =7.Ocm Θ 5 10 15 20 【EK平/EK转)/9l61 0.010 0.039 0.086 0.15 从表中看出,当角位移增大时,比值也增大,但是当角位移达到20 时,平动动能也有转动动能的0.15% ,所以,若使最大角位移 ≤20。,忽略平动动能对量量结果的影响不大。 (2)采用BCl≈BC=H近似的影响。 采用这种近似所引起的相对误差为Er(BC-BC1)/BC=h/H≈2Rrsin2(Θ/2)/H2 看出,增大H可以减小由于采用该种近似引起的误差,,同时其误差也与角位移有关。关系见表2。 Θ 5 10 15 20 E/% 0.004 0.017 0.038 0.068 即使角位移为2 。其误差也只有0.068% ,只要使 Θ≤20.,这一近似对测量结果的影响也不大。 (3)采用 sin(Θ/2)≈Θ/2的影响。 采用这种近似引起的相对误差为Er=((Θ/2)2-sinΘ/2)/(sin2Θ/2) 不同的角位移 对应的误差见表3 Θ 5 10 15 20 E/% 0.004 0.017 0.038 0.068 看出,在得到式(2)的各种近似中,该种近似引起的误差最大,当角位移为20,由此引起的误差将达到1.021%。需要说明的是,角位移在下圆盘扭动的过程中是变化的,所以对于整个振动,由于采用近似引起的误差应是角位移在0。~ 之间引起误差的平均结果,则由于采用各种近似引起的误差是很小的。但是在实验的过程中,即使保证最大角位移 ≤20",得到的结果与理论值相比往往误差也大于1% ,这是什么原因呢?一方面,以上所讨论的各种近似引起的误差,只是就某一量的近似引起该量误差的大小,而实验结果的误差是各种误差的综合结果;另一方面,由于操作的原因引起的误差也是至关重要的。 2.操作对测量结果的影响。(1)测量周期数的选择。若测量周期数太少。将使所得周期的偶然误差增大;若测量周期数太多,虽然可以减小计时起、停时的误差。但由于三线摆在扭动过程中受空气等阻力的作用,实际为一阻尼振动,相应的周期将会变长。使所测周期的误差变大。并且由于I0∞T02,所以测量周期引起的误差是非常重要的一个方面。如用秒表测周期。若计50个周期的时间是50s。其绝对误差为0.5s(0.5s的误差在手动计时中是可能的)则周期的相对误差为l% ,由式(2)得到的转动惯量的相对误差将大于1%。(2)晃动对测量结果的影响。当三线摆在扭动的同时产生晃动时。这时下圆盘的运动已不是一个简谐振动,从而运用式(2)测出的转动惯量将与理论值产生误差,其误差的大小是与晃动的轨迹以及幅度有关的。(3)长度的测量。由式(2)看出,R.r.H 的测量误差将直接影响转动惯量的测量结果,尤其是在测量上圆盘的r时,由于其数值较,若测量不准确,将引起较大的相对误差。如r的真值为4.0cm,若测量结果为4.1cm,将引起2.5%的相对误差。 减小误差的方法 (1)对于推导式(2)过程中所采用的各种近似引起的误差,可以通过尽量加大两盘之间的距离H,以及使下圆盘的最大角位移小一些来减小它们的影响。如 ≤15。,可使误差小于0.6% 。(2)对于测量周期数,应根据计时所采用的方式及仪表的精度合理选择。如用秒表人工计时,考虑到人的手动误差,可选择的周期数多一些(如100);如用电子计时,为减小阻尼的影响,可选择的周期数少一些(如20)。(3)对于三线摆的晃动,在实验中,一定要掌握正确的启动方法,以保证三线摆的稳定扭动状态。(4)对于长度的测量,在测r和尺时,最好采用高级精度的工具进行。另外要注意,一般三线摆中下圆盘的悬点并不在盘的边缘,所以要区分式(2)中的R和理论计算公式中I0=1/2*mR2的R0。 总之,对于三线摆tlllfl体转动惯量的误差来源,主要是扭动的最大角位移当过大时和操作误差引起的。所以在做实验时一定要注意这两点。 以上分析数值均属保守值,有两位数的误差实属正常,但超过100%有点过~~~~~~
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三线 怎样 测定 任意 三线摆
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