?轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是剛體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)慣性的量度,其量值取決于物體的形狀、質(zhì)量分布及轉(zhuǎn)軸的位置。剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有著重要的物理意義,在實(shí)驗(yàn)、程、航天、電力、機(jī)械、儀表等業(yè)域也是個(gè)重要參量。電磁系儀表的示系統(tǒng),因線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不同,可分別用于測(cè)量微小電(檢計(jì))或電量(沖擊電計(jì))。在發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、飛輪、陀螺以及人衛(wèi)星的外形上,地測(cè)定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,都是十分的。
測(cè)定方法
測(cè)定剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法很多,常用的有三線擺、扭擺、復(fù)擺等。三線擺是通過(guò)扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)測(cè)定物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,其點(diǎn)是無(wú)力圖像清楚、操作簡(jiǎn)便易行、適合各種形狀的物體,如機(jī)械零件、電機(jī)轉(zhuǎn)子、電風(fēng)扇的風(fēng)葉等的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量都可用三線擺測(cè)定。這種實(shí)驗(yàn)方法在理論和上有定的實(shí)際意義。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1.測(cè)定儀器常數(shù)。
恰當(dāng)選擇測(cè)量?jī)x器和用具,減小測(cè)量不確定度。自擬實(shí)驗(yàn)步驟,確保三線擺的上、下圓盤(pán)的水平,使儀器達(dá)到測(cè)量狀態(tài)。
2.測(cè)量下圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ,并計(jì)算其不確定度。
轉(zhuǎn)動(dòng)三線擺上方的小圓盤(pán),使其繞自身軸轉(zhuǎn)角度α,借助線的張力使下圓盤(pán)作扭擺運(yùn)動(dòng),而避免產(chǎn)生左右晃動(dòng)。自己擬定測(cè) 的方法,使周期的測(cè)量不確定度小于其它測(cè)量量的不確定度。利用式,求出 ,并推導(dǎo)出不確定度傳遞公式,計(jì)算的不確定度。
3.測(cè)量圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
在下圓盤(pán)上放上待測(cè)圓環(huán),注意使圓環(huán)的質(zhì)心恰好在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上,測(cè)量系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。測(cè)量圓環(huán)的質(zhì)量和內(nèi)、外直徑 。利用式求出圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 。并與理論值行,求出相對(duì)誤差。
4.驗(yàn)證平行軸定理
將質(zhì)量和形狀尺寸相同的兩金屬圓柱重疊起來(lái)放在下圓盤(pán)上,注意使質(zhì)心與下圓盤(pán)的質(zhì)心重合。測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)圓柱質(zhì)心時(shí),系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 。然后將兩圓柱對(duì)稱地置于下圓盤(pán)中心的兩側(cè)。測(cè)量此時(shí)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 。 測(cè)量圓柱質(zhì)心到中心轉(zhuǎn)軸的距離計(jì)算,并與測(cè)量值。