?轉動慣量是剛體轉動時慣性的量度,其量值取決于物體的形狀、質量分布及轉軸的位置。剛體的轉動慣量有著重要的物理意義,在實驗、程、航天、電力、機械、儀表等業域也是個重要參量。電磁系儀表的示系統,因線圈的轉動慣量不同,可分別用于測量微小電(檢計)或電量(沖擊電計)。在發動機葉片、飛輪、陀螺以及人衛星的外形上,地測定轉動慣量,都是十分的。
測定方法
測定剛體轉動慣量的方法很多,常用的有三線擺、扭擺、復擺等。三線擺是通過扭轉運動測定物體的轉動慣量,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、電機轉子、電風扇的風葉等的轉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。
實驗內容
1.測定儀器常數。
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。
2.測量下圓盤的轉動慣量 ,并計算其不確定度。
轉動三線擺上方的小圓盤,使其繞自身軸轉角度α,借助線的張力使下圓盤作扭擺運動,而避免產生左右晃動。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.測量圓環的轉動慣量
在下圓盤上放上待測圓環,注意使圓環的質心恰好在轉動軸上,測量系統的轉動慣量。測量圓環的質量和內、外直徑 。利用式求出圓環的轉動慣量 。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,注意使質心與下圓盤的質心重合。測量轉動軸通過圓柱質心時,系統的轉動慣量 。然后將兩圓柱對稱地置于下圓盤中心的兩側。測量此時系統的轉動慣量 。 測量圓柱質心到中心轉軸的距離計算,并與測量值。