三线扭摆法测刚体的转动惯量,怎么验证平行轴定理?

2024-12-04 20:24:51
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回答(1):

用公式或实验证明,以下是验证方法。

证明:mr^2=mR*R其中R表示r对应的失量,点乘用*表示,即r^2可表成失量内积。

又R=Rc+R0(矢量和Rc为质心到物体任一点的失量,R0为平行轴定理中的平移矢量)。

则:原式=m(Rc+R0)*(Rc+R0)=m(Rc^2+R0^2+2Rc*R0)

两侧对mRc求和,其中2mRc*R0一项中mRc是对质心的矢量,该项求和后为0,定理结果显然。

如果物体的刚性足够大,以致其中弹性波的传播速度比该物体的运动速度大很多,从而可以认为弹性扰动的传播是瞬时的,就可以把该物体当作刚体处理。

扩展资料:

固体在受力和运动过程中变形很小,基本上保持原来的大小和形状不变。对此,人们提出了刚体这一理想模型。就是在任何情况下形状和大小都不发生变化的物体。

在运动过程中,刚体的所有质元之间的距离始终保持不变。因此,构成刚体的质元只能以非常受限制的方式彼此相对运动。而且,作用在刚体各个部分之间的内力,在刚体的整体运动中不起作用。

转动惯量只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置,而同刚体绕轴的转动状态(如角速度的大小)无关。形状规则的匀质刚体,其转动惯量可直接用公式计算得到。而对于不规则刚体或非均质刚体的转动惯量,一般通过实验的方法来进行测定,因而实验方法就显得十分重要。

参考资料来源:百度百科--刚体

参考资料来源:百度百科--转动惯量

回答(2):

用公式或实验证明,以下是验证方法。

证明:mr^2=mR*R其中R表示r对应的失量.点乘用*表示.即r^2可表成失量内积.
又R=Rc+R0(矢量和Rc为质心到物体任一点的失量.R0为平行轴定理中的平移矢量).
则:原式=m(Rc+R0)*(Rc+R0)=m(Rc^2+R0^2+2Rc*R0)
两侧对mRc求和.其中2mRc*R0一项中mRc是对质心的矢量,该项求和后为0.定理结果显然.

这个,实验测量转动惯量在力学实验中一直都是用“三线摆测转动惯量”,转动惯量和摆周期的平方成正比.这个实验是能验证平行轴定理的.

回答(3):

你现在算的就是,
第一个式子是用平行轴定理理论计算的小圆柱体转动惯量
第二个式子是实验中用转动周期算的转动惯量

实验做得蛮好蛮,误差这么小~~~

回答(4):

误差是百分之8.89