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时间:2018-08-03
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1、刚体转动惯量数据(精选6篇)以下是网友分享的关于刚体转动惯量数据的资料6篇,希望对您有所帮助,就爱阅读感谢您的支持。[刚体转动惯量数据篇一]测量装置的几何尺寸仪器:米尺D(表格单位:cm)=0.5cm卡尺D卡尺=0.02mm米尺⑴塔轮半径塔轮半径:=1d=21212c17m83测量的不确定度:uA()=uA(d)=?1.32s(d)uB()=0.6譊卡尺=u()测量结果:r=?u()()cm22.角加速度测量Dm=30g仪=0.001rad/sb10测量的不确定度uA(b10)=1.20s(b10)=2uB(b10)=0.68
2、3譊仪=2u(b10)rad/s2。b20测量的不确定度uA(b20)=1.20s(b20)=2uB(b20)=0.683譊仪=2u(b20)rad/s2。b1测量的不确定度uA(b1)=1.20s(b1)=2uB(b1)=0.6譊83仪=u(b1)rad/s2。r2ad/sb2测量的不确定度uA(b2)=1.20s(b2)=2uB(b2)=0.6譊83仪=u(b10)rad/s2。空载转动惯量:0=r2ad/smr(g-rb20)=m2b20-b1710mr(g-rb2)=kgm2b2-b1⑵圆环的转动惯量合=圆环的转动惯量
3、实验值:1=合-0=m22212(圆环的转动惯量理论值:1理=m1D1+D2)=m8实验值与理论值相对误差:Er=J1-J1理J1理100%=17%[刚体转动惯量数据篇二]刚体转动惯量的测量转动惯量是刚体转动时惯性大小的量度,它与刚体的质量、质量对轴的分布以及转轴位置有关。如果刚体形状规则,质量分布均匀,可以直接计算出它绕特定轴的转动惯量。但对于几何形状不规则和质量分布不均匀的刚体,只能用实验的方法来测量。测量转动惯量的方法有很多种,如三线摆法、单悬扭摆法、双悬扭摆法、螺旋弹簧式扭摆法等,本实验介绍了利用螺旋弹簧式扭摆法来测量
4、刚体的转动惯量。一、实验目的1.观察扭摆振动现象。2.用扭摆法测量不同形状刚体的转动惯量。二、实验原理螺旋弹簧式扭摆如图6.1所示,在垂直轴上装有螺旋弹簧,用以产生恢复力矩。在轴的上方可以装上各种待测刚体。将刚体在水平面内转过某一角度θ后,在弹簧的恢复力矩的作用下,刚体就开始绕垂直转轴作往返扭转运动。根据胡克定律,弹簧产生的恢复力矩M与所转过的角位移θ成正比:M=−Kθ(1)式中,K为弹簧的扭转系数,负号表示恢复力矩M的方向与角位移θ的方向相反。又根据转动定律,则有M=Jβ=Jdθ(2)dt22金属托盘放待测物体垂直轴其中,J
5、为刚体的转动惯量,β为角加速度。联立式(1)、(2)可得:d17θK+θ=02Jdt2支架底座螺旋弹簧底脚螺丝令ω=K/J,上式变为:2d2θ+ω2θ=0(3)2dt图6.1螺旋弹簧式扭摆构造简图方程(3)表明扭摆运动具有角简谐振动的特征:角加速度与角位移成正比,而方向相反。其通解为:θ=θ0cos(ωt+ϕ)式中,θ0为谐振动的角振幅,ϕ为初相位,ω为角速度。扭摆的振动周期为:T=2π2J或24πJ(4)T=K17Kω=2π上式表明,扭摆周期T的平方与转动惯量J成正比。若单独测出扭摆周期,因扭摆系数K是未知量,所以还不能由式
6、(4)计算出转动惯量,为此,一般采用比较法求出K。实验中用一个几何形状规则的圆柱体,设金属载物圆盘的转动惯量为J0,它的转动惯量J1可以根据其质量和几何尺寸用理论公式直接计算得到。转动的周期为T0,若将圆柱体置于金属载物盘上,测出它的摆动周期T1,则T024π2J0=KT1=4π22J1+J0(5)K由式(5)可以确定K,J0。若要测量其它形状物体的转动惯量J,只需将待测物体放在扭摆顶部的金属载物圆盘上,测出其摆动周期T,则T2=4π2J0+J(6)K由式(6)即可算出待测物体绕转动轴的转动惯量KT2J=−J0(7)1724π
7、三、实验仪器TH-2型转动惯量测试仪、待测物体等。TH-2型转动惯量测试仪由主机和光电传感器两部分组成。主机用于测量物体转动和摆动周期,以及旋转体的转速,能自动记录、存储多个实验数据,并能够精确计算多个实验数据的平均值;光电传感器由红外发射管和红外接收管组成,将光信号转化成为脉冲电信号,送入主机工作。TH-2型转动惯量测试仪面板如图6.2(1)按“功能”键,可以选择摆动、转动两种功能(开机及复位默认为摆动)。本实验应选择摆动。(2)按“置数”键,显示“n=10”,按“上调”键,周期数依次增加1,按“下调”键,周期依次减小1。周
8、期数只能在1~10范围内任意设定,最后按“置数”键确认,显示“F1End”或“F2End”。(3)将刚体水平旋转60°后让其自由摆动,按“执行”键,显示“P10.000”,当被测物体上的挡杆第一次通过光电门时骤,可进行多次测量。本机设定重复测量次数为5次。(4)按“查询”键,
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