Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://wasp.phys.msu.ru/forum/lofiversion/index.php?t13978.html
Дата изменения: Unknown
Дата индексирования: Mon Apr 11 15:23:41 2016
Кодировка: Windows-1251
Студенческий форум Физфака МГУ > как измерить момент инерции
Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: как измерить момент инерции
Студенческий форум Физфака МГУ > Наука физика > Есть проблема
e-solo
собственно сабж, нужно для сборки экспериментальной установки. У кого какие мысли?

PS выглядят они примерно так
tkm
Вспоминайте физпрактикум, 1 курс...
Марсианин
Крутильный маятник взять. Сначала на нити вешается один ролик и измеряется период крутильных колебаний. Затем - два, сложенные вместе, и тоже измеряется период. Получаем отношение моментов инерции двух систем. Зная толщину ролика (то есть расстояние между их центрами масс) и их массы, можно найти момент инерции. А масса и толщина могут быть измерены достаточно точно.
Вариант, вероятно, не оптамальный. Просто первое, что в голову пришло.
ion
Мне кажется, что точнее всего измерить при помощи трифилярного подвеса как описано в 1т. учебника Сивухина. Недавно делал такую лабу. Только сложно, нужно изготовить трифиляр. Или найти готовый 193.gif .
P.S. Вот даже демку нашел:
http://learning.itsoft.ru/coding/first/lab...a/shteiner.html

А если по-быстрому, то метод Марсианина. Только для точности я бы сравнивал ролик не с двумя роликами, а с цилиндром известной геометрии и массы. А в качестве нити - стальную проволоку или кварцевую нить (у нас показывали как такую нить можно сделать из куска кварца при помощи лука).
tkm
Да, да - трифилярный подвес - штука стоящая. Его можно найти в лабе по механике - если очень попросите, могут разрешить пемерить.
e-solo
2 tkm
лаба по механике -- в смысле прак?

всем спасибо за советы, буду ботать Сивухина =)
Victor Orlov
Цитата(ion @ 13.3.2008, 20:27) *
Мне кажется, что точнее всего измерить при помощи трифилярного подвеса как описано в 1т. учебника Сивухина. Недавно делал такую лабу. Только сложно, нужно изготовить трифиляр. Или найти готовый 193.gif .
P.S. Вот даже демку нашел:
http://learning.itsoft.ru/coding/first/lab...a/shteiner.html

А если по-быстрому, то метод Марсианина. Только для точности я бы сравнивал ролик не с двумя роликами, а с цилиндром известной геометрии и массы. А в качестве нити - стальную проволоку или кварцевую нить (у нас показывали как такую нить можно сделать из куска кварца при помощи лука).


По-моему все это немного сложновато. Поэтому предлагаю простой способ. Правда, изобрел я его за полминуты, поэтому
головой не ручаюсь, что все заработает так, как я думаю.

Итак, в ролик вставляем нетостую ось. На обе части оси, торчащие с двух сторон ролика, привязываем два куска нити, затем
наматываем эти куски нити на ось.
Концы нити закрепляем в зажиме и отпускаем ролик. Под действием силы тяжести ролик начнет двигатся вниз, одновременно начиная вращатся.
То есть потенциальная энергия ролика, по мере его опускания, будет переходить в энергию вращения. Когда нить полностью раскрутится, она начнет наматыватся на ось в
противоположном направлении, а ролик начнет подниматся. Остается засечь время опускания-поднятия и вычислить момент инерции ролика.
ion
Цитата(e-solo)
лаба по механике -- в смысле прак?

Лаба - в смысле лаба wink.gif , я не из МГУ (см. подпись).
e-solo
а сорр не заметил

2 Victor Orlov
маятник Максвелла называется, была такая мысль...
peregoudov
Посмотрел я про трифилярный подвес. ИМХО, сложновато. Орлов вот маятник Максвелла предлагает, тоже не так просто. Но сама идея вычислять момент инерции по наблюдаемым колебаниям правильная. А самый простой способ, наверное, такой. Через дырку для оси пропускаем медную проволоку диаметром около миллиметра, концы плотно скручиваем снаружи (где резиновый обод) и делаем петельку. Подвешиваем на гвоздь. Получается физический маятник. Взвешиваем, измеряем период колебаний. По теореме Штейнера пересчитываем к оси ролика.

Точность, конечно, будет меньше, чем на трифилярном подвесе, но зато делается все на кухне за пять минут.
tkm
Да нет, трифилярный подвес - простейшая штука. Помню на первом курсе сдавал этот прак Ледневой (кажется так ее звали; она еще преподает?).
Заходите в лабу механического прака (она находится на 4 этаже, в средней части корпуса - между лифтами) и настойчиво просите померить на свободной установке - я думаю, должны разрешить. В мое время там работала замечательная лаборантка - она бы точно разрешила.
e-solo
2 tkm
сейчас лаборатории закрыты (
Марсианин
Цитата(peregoudov @ 13.03.2008, 21:34) *
Орлов вот маятник Максвелла предлагает, тоже не так просто.
Погрешность великовата, наверное. Здесь же надо измерять диаметр оси. Причем с поправкой на толщину нити.

Цитата(peregoudov @ 13.03.2008, 21:34) *
Получается физический маятник. Взвешиваем, измеряем период колебаний. По теореме Штейнера пересчитываем к оси ролика.
Пересчитываем - это вычитание близких величин. Погрешность солидная.
Если использовать крутильные колебания одного и двух роликов, как я предлагал, то дистанционная составляющая оказывается не слишком большой (толщина небольшая). И, казалось бы, никаких крупных ловушек при обсчете быть не должно.

Цитата(ion @ 13.03.2008, 19:27) *
Мне кажется, что точнее всего измерить при помощи трифилярного подвеса
Вещь хорошая - если она есть...
peregoudov
Цитата(Марсианин @ 13.03.2008, 23:26) *
Пересчитываем - это вычитание близких величин. Погрешность солидная.
ИМХО, нет. Момент инерции диска относительно оси симметрии mR^2\!/2, а относительно образующей 3mR^2\!/2. Ролик, конечно, не однородный диск, но ни о каких близких величинах речи не идет.

У меня есть ролики, могу попробовать померить smile.gif Интересно будет потом сравнить.

P.S. Самым сложным оказалось открутить ролик с конька. У меня ролики несколько другие: 78мм, RollerBlade. Измерял с подшипниками. Параметры такие: расстояние от подвеса до цента масс 5см, масса ролика 100г, период колебаний 0.5с (три раза измерялось время 70 колебаний). Момент инерции относительно оси подвеса 3110 г*см2, по теореме Штейнера вычитаем 2500 г*см2, итого 610 г*см2. Довольно чудно, кажется, что основная масса должна быть ближе к ободу, а выходит наоборот. Наверное, за-за подшипников.

P.P.S. Мдя... Посчитал погрешность: 9 процентов, не считая погрешности в массе. Массу я мерил очень плохо, ничего подходящего под рукой нет. Так что общая погрешность у меня процентов 20.
Victor Orlov
Цитата(Марсианин @ 14.3.2008, 0:26) *
Цитата(peregoudov @ 13.03.2008, 21:34) *
Орлов вот маятник Максвелла предлагает, тоже не так просто.
Погрешность великовата, наверное. Здесь же надо измерять диаметр оси. Причем с поправкой на толщину нити.



Ну, если автор темы скажет, что ему нужна ВЫСОКАЯ точность, то можно подумать и в этом направлении. Правда, совсем по-простому
вряд ли получится.
Но из того, что можно еще предложить - надеть ролик на ось электромотора/электрогенератора (устройство должно быть с хорошими подшипниками, и вообще
с минимумом трения во время вращения), затем попеременно то раскручиваем до определенной скорости, то тормозим(подключая генератор к нагрузке). Если окажется, что
электрогенератор достаточно точно работает, точность может быть неплохой.
А чтобы прокалибровать шкалу, можно использовать диски из металла. Их можно изготовить весьма точно.

Да и для любого метода, чтобы прокалибровать шкалу, надо начать с изготовления 2-3 дисков из металла, точного диаметра и толщины.
e-solo
сегодня в праке померил на установке крутильного маятника с тремя ниточками (трифиллярный подвес?)
tkm
Ага. Это и есть трифилярный подвес.
Snowman
Насколько я понимаю, ролики предполагалось использовать как ролики, т.е. осевая втулка подшипника не вращается, вращаются лишь внешний обод и резиновое колесо?
Кстати, при этом движение шариков в подшипнике имеет не очень простую кинематику.

Можно ли пренебречь этими факторами - зависит от того, какая точность устраивает.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Русская версия IP.Board © 2001-2016 IPS, Inc.