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,在实验、程、航天、电力、机械、仪表等业域也是个重要参量。电磁系仪表的示系统,因线圈的转动惯量不同,可分别用于测量微小电(检计)或电量(冲击电计)。在发动机叶片、飞轮、陀螺以及人卫星的外形上,地测定转动惯量,都是十分的。 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上有定的实际意义。 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 。并与理论值行,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。 |