三线摆的结构如图3-1所示。三线摆是在上圆盘的圆周上,沿等边三角形的顶点对称地连接在下面的一个较大的均匀圆盘边缘的正三角形顶点上。当上、下圆盘水平三线等长时,将上圆盘绕竖直的中心轴线O1O转动一个小角度,借助悬线的张力使悬挂的大圆盘绕中心轴O1O作扭转摆动。
经过对三线摆测量刚体转动惯量实验的深入探讨,我们得出以下关键结论:三线摆结构如图所示,通过上圆盘的旋转带动下圆盘进行扭转摆动,同时观察下圆盘质心沿转动轴的升降。实验中,关键参数包括悬线长度a和b、两盘的质量m,以及上、下盘中心垂直距离H和振动高度h。通过精确测量和调整,可以测定悬盘的转动惯量。
如果物体的重心与转轴不重合,根据平行轴定理,会使物体的转动惯量偏大,使实验结果有误差。
1、三线摆法测量转动惯量实验步骤:分别测量上盘跟下盘两悬线之间的长度,用游标卡尺的上端测,放两根线里面,数据除以根号3为其有效半径。
2、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,使仪器达到最佳测量状态。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,使其绕自身轴转一角度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。
3、掌握三线摆法测定转动惯量的原理和方法。验证平行轴定理。实验原理 转动惯量是物体转动惯性的量度。物体对某轴的转动惯量越大,则绕该轴转动时,角速度就越难改变。三线摆法是通过扭转运动测量转动惯量的一种方法。是将半径不同的二圆盘,用三条等长的线联结而成。
1、通过刚体转动惯量测定实验总结可以用作图法处理数据。转动惯量,又称惯性距、惯性矩(俗称惯性力距、惯性力矩,易与力矩混淆),通常以 I 表示,SI 单位为 kg * m2,可说是一个物体对于旋转运动的惯性。
2、不能。因为实验目的是为了测定不同物体的转动惯量,因而每组不同物体测出的数据是没有任何关联性的,因而用作图法研究数据是没有任何意义的。
3、用实验方法验证刚体转动定律,并求其转动惯量;观察刚体的转动惯量与质量分布的关系 学习作图的曲线改直法,并由作图法处理实验数据。实验原理:刚体的转动定律:具有确定转轴的刚体,在外力矩的作用下,将获得角加速度β,其值与外力矩成正比。
4、不规则刚体或非均质刚体的转动惯量,一般用实验法测定。 转动惯量应用于刚体各种运动的动力学计算中。 描述刚体绕互相平行诸转轴的转动惯量之间的关系,有如下的平行轴定理:刚体对一轴的转动惯量,等于该刚体对同此轴平行并通过质心之轴的转动惯量加上该刚体的质量同两轴间距离平方的乘积。
5、处理方法:转动惯量的简单介绍:转动惯量(Moment of Inertia)是刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度,用字母I或J表示。在经典力学中,转动惯量(又称质量惯性矩,简称惯距)通常以I 或J表示,SI 单位为 kg·m。
6、主要误差来源:实验装置没有调整好(如旋盘没有调平),系统各部分的中轴没有调重合。旋盘的摆角超过5°。计时误差大。游标卡尺读数的误差。天平读数的偏差。底座不水平。挡光杆与光电探头有摩擦。
三线扭摆法测转动惯量计算公式:基本方法仍是先测下盘的转动惯量J0 ,再将待测物放到盘上,使二者转轴重合,测共同的转动惯量J/,则待测物的转动惯量J= J/ -J0 .这类测量有两种情况:一种是待测物的转轴通过其质量中心.这种情况只须注意待测物的轴与三线摆的轴重合即可。
可利用平行轴定理,先测定物体绕与特定轴平行的过物体质心的轴的转动惯量J,仪器可用扭摆或三线摆,若特定轴与过质心轴的距离为L,则物体绕特定轴转动的转动惯量J=J+mL^2。
当然得乘上去了。你的测量数据 是 以 cm为单位的,但是 实验值 是以m为单位的,因此需要进行单位转换。
刚体绕某一点转动的惯性由更普遍的惯量张量描述。惯量张量是二阶对称张量,它完整地刻画出刚体绕通过该点任一轴的转动惯量的大小。
三线扭摆法测转动惯量是大学物理实验中的项目。测量原理是通过测量刚体转动周期和刚体的质量以及其他一些参数,然后再利用相关公式计算出待测刚体的转动惯量,这个过程有比较关键的一步是要先测量空盘的转动惯量,然后再把待测刚体放在空盘上用同样办法测量出两者作为一体的转动惯量。
整个绳子对转轴的转动惯量为mR^2,这个结果是需要证明的。
转动惯量是物体转动惯性的量度。物体对某轴的转动惯量越大,则绕该轴转动时,角速度就越难改变。三线摆法是通过扭转运动测量转动惯量的一种方法。是将半径不同的二圆盘,用三条等长的线联结而成。将上盘吊起时,二圆盘面均被调节成水平,二圆心在同一垂直线上。
三线摆法测量转动惯量实验步骤:分别测量上盘跟下盘两悬线之间的长度,用游标卡尺的上端测,放两根线里面,数据除以根号3为其有效半径。
三线扭摆法测转动惯量计算公式 基本方法仍是先测下盘的转动惯量J0 ,再将待测物放到盘上,使二者转轴重合,测共同的转动惯量J/,则待测物的转动惯量J= J/ -J0 .这类测量有两种情况:一种是待测物的转轴通过其质量中心.这种情况只须注意待测物的轴与三线摆的轴重合即可。
当上、下圆盘水平三线等长时,将上圆盘绕竖直的中心轴线O1O转动一个小角度,借助悬线的张力使悬挂的大圆盘绕中心轴O1O作扭转摆动。下圆盘的质心O将沿着转动轴升降,如图4.2.3-2所示。
转动惯量计算公式:I=mr。在经典力学中,转动惯量(又称质量惯性矩,简称惯距)通常以I或J表示,SI单位为kg·m。对于一个质点,I=mr,其中m是其质量,r是质点和转轴的垂直距离。
并使那个轴与三线摆的中心轴对齐,这样就可以用常规的方法(即测量具有规则形状转动惯量的方法)来测量了。可利用平行轴定理,先测定物体绕与特定轴平行的过物体质心的轴的转动惯量J,仪器可用扭摆或三线摆。若特定轴与过质心轴的距离为L,则物体绕特定轴转动的转动惯量J=J+mL^2。