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文档简介

测定刚体的转动惯量一、用扭摆测刚体的转动惯量实验目的用扭摆测定形状不同的物体的转动惯量。学习几种常用测量工具的使用。学习一种比较测量法。实验原理

扭摆如图1所示，一根钢丝上端固定，下端悬一水平圆盘，钢丝固定于圆盘中心。使圆盘旋转一角度，释放后圆盘就以钢丝为轴作扭转振动。这种振动为角谐振动，这样的装置就叫扭摆。其振动周期T满足：式中：I为圆盘的转动惯量，k为钢丝的扭转恢复系数。图1扭摆装置为了消去k，在圆盘上同轴加上一个质量为m，内外半径分别为r1、r2的圆环，然后同圆盘一起绕轴作角振动，由（1）式可得此时振动周期T1满足：式中，I1为圆环的转动惯量。由(1)、(2)两式消去k，可得:

式中，圆环的转动惯量将圆环的转动惯量代入(3)式，得利用(4)式还可测得金属杆的切变模量[1]：二、用JM-2转动惯量仪测刚体转动惯量

实验目的验证刚体的转动定理并测定刚体的转动惯量。研究物体的转动惯量随质量和质量分布而改变的规律。实验原理

如图1，圆盘2可绕轴转动。绳绕在与滑轮子固连的塔轮1上，滑轮3的摩擦可忽略，下端挂砝码4。在绳的张力作用下，圆盘将作匀角加速运动。图2JM-2转动惯量仪设Mm为轴的摩擦力矩、T为绳中张力、r为塔轮半径，有：当g＞＞a时，由以上各式得(6)

由（6）式可知，保持h、r不变，测出不同砝码m对应的下落时间t，就可由m～1/t2直线的斜率k计算出转动惯量：再见[1]切变弹性模量N

物体在平行于表面的力的作用下，只改变形状、不改变体积的形变称为切变，如图x所示。

应力F/S与应变的比值称为切变弹性模量：图切应变

对于一段长为L的钢丝，如图3-。设其中截面积为的体积元所受切向力dF，产生切应变

。根据切变模量定义即：图钢丝受扭力矩此力对该体积元绕轴线的扭转力矩：作

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