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。本实验采用的是三线摆,是通过扭转运动测定物体的转动惯量。以下是查字典小编整理的三线摆测转动惯量实验报告,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友,欢迎阅读与收藏。
三线摆测转动惯量实验报告1
三线摆法测定物体转动惯量
一、实验目的
1、学习长度、质量、时间等基本物理量的测量方法以及水平的调节方法;
2、学习用三线摆法测定物体的转动惯量。
二、实验仪器
三线摆装置、秒表、电子秤、游标卡尺、米尺、水准器
三、实验原理及方法
三线摆装置结构如图1所示,下悬盘A用3条等长的悬线挂在下悬盘B的下方,上下两个悬盘的3个悬线点分别构成内接圆周的等边三角形,上悬盘可绕支架上的转轴自由转动。下悬盘摆动时,如果上下悬盘都处于水平状态,并且下悬盘扭转时没有晃动,那么下悬盘的质心将沿转轴
竖直升降,这一过程下悬盘(包括放置在下悬盘上面的刚体)的势能与动能相互转化。
图1 图2
根据机械能守恒定律,如果摆角足够小,悬盘的运动可以看成简谐运动,结合有关几何关系得如下公式:
1. 悬盘空载时绕中心轴作扭摆运动时的转动惯量为:
(1)
其中,m是下悬盘的质量,g是重力加速度,r、R分别是上下两悬盘中心到各悬孔间的距离,H是上下两悬盘之间的距离,T是悬盘摆动的周期。
由于三线摆上下悬盘的三个悬孔连接起来是一个等边三角形,故有:
其中a,b分别为两等边三角形的边长,把R,r代入(1)式,则有
(2)
2. 悬盘上放质量为M的不规则物体,质心落在中心轴,悬盘和物体M对于
中心轴共同的总转动惯量为:
(3)
则待测物体的转动惯量为:
(4)
本实验涉及的物理量只有长度、时间和质量等基本物理量。其中长度量可以用米尺和游标卡尺来测定,用秒表可以测量...