转动惯量实验报告数据处理_1.docx
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1、本文为Word版本,下载可编辑操作转动惯量实验报告数据处理 篇一:用扭摆法测定转动惯量试验数据处理实例 转动惯量试验数据处理实例 数据记录与处理 1、 测量扭转常数和载物金属盘转动惯量 表1 测量塑料圆柱的直径D数据 次数 1 99.96 2 99.98 3 99.98 4 99.98 5 99.96 平均值 99.97 S/mm 0.05 u/mm 0.01 /mm 0.05 D/mm 表2 测量载物金属盘与塑料圆柱的质量和摇摆周期数据 (1)塑料圆柱的转动惯量理论值 I1? 2 18 mD 2 ?8.895?10 ?4 (kg.m) 2 估算不确定度:?I?I1 1 ?2?D?m? ?m?
2、D ? ? 2 ?0.009?10 ?4 (kg.m) 2 塑料圆柱转动惯量理论值结果表示:(2)测量扭转系数 仪器弹簧的扭转系数k: k?4? 2 2 I1?(8.895?0.009)?10B?0.1% ?4 (kg.m) 2 I1T1?T0 2 ?4? 2 8.895?101.2400 2 ?4 2 ?0.74000 2 ?3.5470?10 ?2 (kg.m.s 2?2 ?N.m) 估算不确定度:?k? 4? 2 2 2 T1?T0 ?I 2 1 ?2I1T1?T 1 ?2 2 ?T?T 0?1?2I1T0?T? 0? ?T12?T02? ?2 ? ?0.004?10?2(N.m) ?
3、2 扭转常数k的结果表示: k?(3.547?0.004)?10B?0.12% (N.m) (3)金属载物盘的转动惯量 I0? kT04? 22 ? 3.547?10 ?2 ?0.74000 2 2 4?3.14 ?4.925?10 ?4 (kg.m) 2 (4)塑料圆柱的转动惯量测量值 I1? kT14? 22 ?I0? 3.547?10 ?2 ?1.24 2 2 4?3.14 ?4.925?10 ?4 ?8.904?10 ?4 (kg.m) 2 相对百分误差:B? I1?I1?I1? ?100%? 8.904?8.895 8.895 ?100%?0.1% 2、测量金属圆筒和木球的转动惯量
4、表3 金属圆筒的内径d、外径D与木球的直径D 测量数据 表4 金属圆筒、木球的质量与摇摆周期测量数据 (1)金属圆筒的转动惯量 ?理论值:I2 18 m(D?d)?14? 2 2 2 18 ?0.6902?(99.97?93.93)?101 ?3.547?10 -2 2 22?6 ?1.623?10 ?4 ?3 (kg.m) ?3 2 测量值:I2?kT2?I0? 2 4? 2 ?1.54?4.925?10?1.640?10(kg.m) 2 相对百分误差:B? ?I2?I2 ?I2 110 ?100%? .640?.1623 1.623 ?100%?1% (2)木球的转动惯量 ?理论值:I3
5、11014? 2 mD ?kT 2 2 ?0.7235?136.1?10 14? 2 2?6 ?1.340?10 2 ?3 (kg.m) ?4 2 测量值:I3?I球支架? ?3.547?10 -2 ?1.22?0.179?10?1.339?10 ?3 (kg.m) 2 相对百分误差:B ?4、验证平行轴定理 ?I3?I3 ?I3 ?100%? .339?1.340 1.339 ?100%?0.07% 表5 金属圆筒、木球的质量与摇摆周期测量数据 1 其他测量数据如下: 金属杆长度,610.0mm;质量,133.5g;金属杆夹质量,65.0g;球夹质量,42.5;滑块质量,0.4587kg。
6、(1)作Ixx图线 2 2 2 依据图线可知,Ix与x成线性关系,试验结果与平行轴定理相符,验证了平行轴定理。Ix与x的线性拟合关系为 Ix0.0482x+0.0277,其中单位的Ix为10kg.m;x的为10m。 由此可知,两个金属滑块的质量m0.482kg;两个金属滑块绕质心轴的转动惯量Ic0.27710-4kg.m2。 (2)金属细杆转动惯量的理论值和试验值 金属细杆的转动惯量理论值I杆: ?I杆 112mL? 2 2-322-42 112 ?0.1335?0.61004.140?10 2?3 (kg.m) 2 金属细杆的转动惯量测量值I杆: I杆? 14? 2 kT4?I杆支架? 2
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