動力法測轉(zhuǎn)動慣量

1、動力法測轉(zhuǎn)動慣量第1頁，共16頁，2022年，5月20日，20點43分，星期一 對于形狀較復(fù)雜，質(zhì)量分布不均勻的剛體，其轉(zhuǎn)動慣量可用實驗的方法測定。測量的方法通常有動力法和振動法。本實驗采用動力法測轉(zhuǎn)動慣量。 動力法是利用轉(zhuǎn)動定律，通過對剛體轉(zhuǎn)動時所受力矩和角加速度的測量來求得轉(zhuǎn)動慣量。第2頁，共16頁，2022年，5月20日，20點43分，星期一內(nèi) 容實驗?zāi)康?實驗儀器2實驗原理3實驗內(nèi)容和步驟4數(shù)據(jù)處理5思考題6第3頁，共16頁，2022年，5月20日，20點43分，星期一掌握由轉(zhuǎn)動定律測轉(zhuǎn)動慣量的方法;掌握利用最小二乘法處理線性數(shù)據(jù)的方法;掌握由轉(zhuǎn)動定律測轉(zhuǎn)動慣量的方法。實驗?zāi)康牡?頁，

2、共16頁，2022年，5月20日，20點43分，星期一實驗儀器JM-2型剛體轉(zhuǎn)動慣量實驗儀MUJ-6B型數(shù)字毫秒計砝碼鋁圈游標卡尺、電子天平、直尺第5頁，共16頁，2022年，5月20日，20點43分，星期一基本定律剛體轉(zhuǎn)動定律：剛體所受的對于某一固定轉(zhuǎn)軸的合外力等于剛體對此轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量與剛體在此合外力矩作用下所獲得的角加速度的乘積。 實驗原理第6頁，共16頁，2022年，5月20日，20點43分，星期一基本公式剛體靜止開始的定軸勻角加速度轉(zhuǎn)動的運動學(xué)公式剛體受到的力矩為動力矩與阻力矩之和實驗原理第7頁，共16頁，2022年，5月20日，20點43分，星期一由上三式聯(lián)立可得： 分析可知m與1

3、/t2 之間為線性關(guān)系，可通過求線性回歸得到斜率b，從而得到轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)動慣量公式實驗原理第8頁，共16頁，2022年，5月20日，20點43分，星期一剛體轉(zhuǎn)動慣量 剛體轉(zhuǎn)動慣量為全系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量與轉(zhuǎn)動慣量測定儀旋轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)動慣量之差實驗原理第9頁，共16頁，2022年，5月20日，20點43分，星期一1. 測量全系統(tǒng)（加鋁圈）時在不同重量的砝碼牽引下，轉(zhuǎn)過兩圈所用的時間2. 測量空載時在不同重量的砝碼牽引下，轉(zhuǎn)過兩圈所用的時間3. 測量繞線塔輪的直徑4. 測量鋁圈的相關(guān)參數(shù)實驗內(nèi)容和步驟第10頁，共16頁，2022年，5月20日，20點43分，星期一1、根據(jù)最小二乘法公式，可分別求得斜率 和2、

4、斜率的不確定度可按下式來估計 數(shù)據(jù)處理第11頁，共16頁，2022年，5月20日，20點43分，星期一 上式中的 和 為每次測量的最大允差 本實驗對每一次時間和質(zhì)量的測量的最大允差取為0.1秒和0.5克，根據(jù)傳遞關(guān)系有 ：數(shù)據(jù)處理第12頁，共16頁，2022年，5月20日，20點43分，星期一3、根據(jù)轉(zhuǎn)動慣量的理論公式也可算得轉(zhuǎn)動慣量 求得斜率的不確定度后，可得到 的不確定度數(shù)據(jù)處理第13頁，共16頁，2022年，5月20日，20點43分，星期一4、根據(jù)理論公式算的結(jié)果計算相對誤差 誤差分析第14頁，共16頁，2022年，5月20日，20點43分，星期一1、分析相對誤差是大還是小，說明一下本次實驗是否成功2、如本次實驗不成功，試分析原因何在？是系統(tǒng)誤差還是隨機誤差？思考題第15頁，共16頁，