?轉(zhuǎn)動慣量是剛體轉(zhuǎn)動時慣性的量度,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)動慣量有著重要的物理意義,在實驗、程、航天、電力、機械、儀表等業(yè)域也是個重要參量。電磁系儀表的示系統(tǒng),因線圈的轉(zhuǎn)動慣量不同,可分別用于測量微小電(檢計)或電量(沖擊電計)。在發(fā)動機葉片、飛輪、陀螺以及人衛(wèi)星的外形上,地測定轉(zhuǎn)動慣量,都是十分的。
測定方法
測定剛體轉(zhuǎn)動慣量的方法很多,常用的有三線擺、扭擺、復擺等。三線擺是通過扭轉(zhuǎn)運動測定物體的轉(zhuǎn)動慣量,其點是無力圖像清楚、操作簡便易行、適合各種形狀的物體,如機械零件、電機轉(zhuǎn)子、電風扇的風葉等的轉(zhuǎn)動慣量都可用三線擺測定。這種實驗方法在理論和上有定的實際意義。
實驗內(nèi)容
1.測定儀器常數(shù)。
恰當選擇測量儀器和用具,減小測量不確定度。自擬實驗步驟,確保三線擺的上、下圓盤的水平,使儀器達到測量狀態(tài)。
2.測量下圓盤的轉(zhuǎn)動慣量 ,并計算其不確定度。
轉(zhuǎn)動三線擺上方的小圓盤,使其繞自身軸轉(zhuǎn)角度α,借助線的張力使下圓盤作扭擺運動,而避免產(chǎn)生左右晃動。自己擬定測 的方法,使周期的測量不確定度小于其它測量量的不確定度。利用式,求出 ,并推導出不確定度傳遞公式,計算的不確定度。
3.測量圓環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量
在下圓盤上放上待測圓環(huán),注意使圓環(huán)的質(zhì)心恰好在轉(zhuǎn)動軸上,測量系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量。測量圓環(huán)的質(zhì)量和內(nèi)、外直徑 。利用式求出圓環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量 。并與理論值行,求出相對誤差。
4.驗證平行軸定理
將質(zhì)量和形狀尺寸相同的兩金屬圓柱重疊起來放在下圓盤上,注意使質(zhì)心與下圓盤的質(zhì)心重合。測量轉(zhuǎn)動軸通過圓柱質(zhì)心時,系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量 。然后將兩圓柱對稱地置于下圓盤中心的兩側(cè)。測量此時系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量 。 測量圓柱質(zhì)心到中心轉(zhuǎn)軸的距離計算,并與測量值。