轉(zhuǎn)動慣量的測定實(shí)驗(yàn)報(bào)告

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1、完美WORD格式.整理理論力學(xué)轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)小組成員:實(shí)驗(yàn)時(shí)間:2018年5月18日18:00——19:30實(shí)驗(yàn)地點(diǎn):同濟(jì)大學(xué)四平路校區(qū)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心.專業(yè)資料分享.完美WORD格式.整理【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.?了解多功能計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)毫秒儀實(shí)時(shí)測量（時(shí)間）的基本方法?2.?用剛體轉(zhuǎn)動法測定物體的轉(zhuǎn)動慣量3.?驗(yàn)證剛體轉(zhuǎn)動的平行軸定理?4.?驗(yàn)證剛體的轉(zhuǎn)動慣量與外力矩?zé)o關(guān)【實(shí)驗(yàn)原理】1.轉(zhuǎn)動力矩、轉(zhuǎn)動慣量和角加速度關(guān)系系統(tǒng)在外力矩作用下的運(yùn)動方程T×r+Mμ=Jβ2（1）由牛頓第二定律可知，砝碼下落時(shí)的運(yùn)動方程為：

2、mg-T=ma即繩子的張力T=m(g-rβ2)砝碼與系統(tǒng)脫離后的運(yùn)動方程Mμ=Jβ1（2）由方程（1）（2）可得J=mr(g-rβ2)/(β2-β1)（3）2.角加速度的測量θ=ω0t+?βt2（4）若在t1、t2時(shí)刻測得角位移θ1、θ2則θ1=ω0t1+?βt2（5）θ2=ω0t2+?βt2（6）所以，由方程（5）、（6）可得β=2（θ2t1-θ1t2）/t1t2（t2-t1）【實(shí)驗(yàn)儀器】1、IM-2剛體轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)儀(含霍爾開關(guān)傳感器、計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)多功能毫秒儀、一根細(xì)繩、一個.專業(yè)資料分享.完美WORD格式

3、.整理質(zhì)量為100g的砝碼等，塔輪直徑從下至上分別為30mm、40mm、50mm、60mm，載物臺上的孔中心與圓盤中心的距離分別為40mm、80mm、120mm)2、一個鋼質(zhì)圓環(huán)(內(nèi)徑為175mm，外徑為215mm，質(zhì)量為995g)3、兩個鋼質(zhì)圓柱(直徑為38mm，質(zhì)量為400g)【實(shí)驗(yàn)步驟】1.?實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備?在桌面上放置IM-2轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)儀，并利用基座上的三顆調(diào)平螺釘，將儀器調(diào)平。將滑輪支架固定在實(shí)驗(yàn)臺面邊緣，調(diào)整滑輪高度及方位，使滑輪槽與選取的繞線塔輪槽等高，且其方位相互垂直。?通用電腦計(jì)時(shí)器上光電門的

4、開關(guān)應(yīng)接通，另一路斷開作備用。當(dāng)用于本實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)置1個光電脈沖記數(shù)1次，1次測量記錄大約20組數(shù)。??2.?測量并計(jì)算實(shí)驗(yàn)臺的轉(zhuǎn)動慣量?1)?放置儀器，滑輪置于實(shí)驗(yàn)臺外3-4cm處，調(diào)節(jié)儀器水平。設(shè)置毫秒儀計(jì)數(shù)次數(shù)為20。?2)?連接傳感器與計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)毫秒儀，調(diào)節(jié)霍爾開關(guān)與磁鋼間距為0.4-0.6cm，轉(zhuǎn)離磁鋼，復(fù)位毫秒儀，轉(zhuǎn)動到磁鋼與霍爾開關(guān)相對時(shí)，毫秒儀低電平指示燈亮，開始計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)。?3)?將質(zhì)量為m=100g的砝碼的一端打結(jié)，沿塔輪上開的細(xì)縫塞入，并整齊地繞于半徑為r的塔輪。?4)?調(diào)節(jié)滑輪的方向和高

5、度，使掛線與繞線塔輪相切，掛線與繞線輪的中間呈水平。?5)?釋放砝碼，砝碼在重力作用下帶動轉(zhuǎn)動體系做加速度轉(zhuǎn)動。?6)?計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)毫秒儀自動記錄系統(tǒng)從0π開始作1π，2π……角位移相對應(yīng)的時(shí)刻。3.?測量并計(jì)算實(shí)驗(yàn)臺放上試樣后的轉(zhuǎn)動慣量?將待測試樣放上載物臺并使試樣幾何中心軸與轉(zhuǎn)動軸中心重合，按與測量空實(shí)驗(yàn)臺轉(zhuǎn)動慣量同樣的方法可分別測量砝碼作用下的角加速度β2與砝碼脫離后的角加速度β1，由（3）式可計(jì)算實(shí)驗(yàn)臺放上試樣后的轉(zhuǎn)動慣量J，再減去實(shí)驗(yàn)步驟2中算得的空實(shí)驗(yàn)臺轉(zhuǎn)動慣量即可得到所測試樣的轉(zhuǎn)動慣量。將該測量值

6、與理論值比較，計(jì)算測量值的相對誤差。??4.?驗(yàn)證平行軸定理?將兩圓柱體對稱插入載物臺上與中心距離為d的圓孔中，測量并計(jì)算兩圓柱體在此位置的轉(zhuǎn)動慣量，將測量值與理論計(jì)算值比較，計(jì)算測量值的相對誤差。??5.?驗(yàn)證剛體定軸轉(zhuǎn)動慣量與外力矩?zé)o關(guān)?通過改變塔輪直徑對轉(zhuǎn)盤施加不同的外力矩，測定在不同外力矩下轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動慣量，與理論值進(jìn)行比較，在一定允許的誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證結(jié)論?！緦?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理】1.測量空盤的轉(zhuǎn)動慣量塔輪半徑r=40mm砝碼100g數(shù)據(jù)第一組第二組第三組數(shù)據(jù)第一組第二組第三組1π1.1351.7821.2

7、0811π6.7167.8916.8812π1.9942.8242.09912π7.1478.3417.316.專業(yè)資料分享.完美WORD格式.整理3π2.2703.6472.84013π7.5818.7937.7524π3.3554.3463.48814π8.0149.2448.1895π3.9324.9684.07215π8.4509.6988.6276π4.4615.5314.60816π8.88510.1529.0667π4.9556.0525.10617π9.32310.6089.5078π5.4

8、176.5375.57318π9.76011.0649.9489π5.8556.9946.01419π10.20011.52310.39010π6.2857.4416.44720π10.64011.98110.833數(shù)據(jù)處理第一組第二組第三組平均值β1-0.03767-0.04478-0.03896-0.04187β20.3098020.8718310.8712370.871534轉(zhuǎn)動慣量0.0563720.02