Ćwiczenie nr 18

Temat: Sprawdzanie twierdzenia Steinera za pomocą wahadła fizycznego.

Literatura:

1. Podręczniki uniwersyteckie z fizyki ogólnej (np. A. Piekara, Mechanika ogólna)

2. T. Rewaj, Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki w politechnice, PWN W-wa 1979

Zagadnienia kolokwialne:

1. Zasady dynamiki bryły sztywnej.

2. Drgania harmoniczne proste. Związek okresu drgań bryły z jej momentem bezwładności i momentem kierującym.

3. Twierdzenie Steinera.

Zadania:

Wyznaczyć dwoma sposobami moment bezwładności I₀ bryły (tarczy) względem osi prostopadłej do płaszczyzny tarczy przechodzącej przez jej środek masy. Porównać otrzymane wyniki.

Przebieg ćwiczenia:

1. Zmierzyć średnicę tarczy D przy pomocy suwmiarki (UWAGA: w kolejnych pomiarach należy brać pod uwagę różne punkty obwodu tarczy).

2. Zmierzyć odległości r_i pomiędzy środkiem tarczy, a dziewięcioma osiami obrotu. W tym celu należy w otworze środkowym i w otworze odpowiadającym danej osi obrotu umieścić pręciki o jednakowej grubości i zmierzyć suwmiarką odległość pomiędzy pręcikami. Wyniki pomiaru należy zwiększyć (zmniejszyć) o grubość pręcika.

3. Dla każdej z dziewięciu osi obrotu wyznaczyć czas t_i dużej liczby (n=50) okresów wahań. Dzieląc ten czas przez liczbę wahań znaleźć okresy drgań T_i

dla poszczególnych osi.

4. Wyniki pomiarów umieścić w tabelkach:

Tab. 1 Tab. II

Nr. osi	ri (m)	Ti (s)		Nr. pomiaru	D=2R (m)
1 2 3 . . 9

Obliczenia:

1. Obliczyć moment bezwładności I₀ na podstawie danych eksperymentalnych z tabeli II. Określić błąd pomiaru.

2. Posługując się wynikami pomiarów z tabeli I wyznaczyć moment bezwładności I₀ wychodząc z twierdzenia Steinera. Określić błąd pomiaru.

3. Porównać uzyskane wyniki. Sformułować wnioski.

Przyrządy: tarcza stalowa z podstawką, suwmiarka, sekundomierz.

---