旋轉運動中的慣性——轉動慣量

2021-01-16 楊老師的趣味物理演示課堂

實驗步驟：

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，使儀器達到最佳測量狀態。

2.測量下圓盤的轉動慣量 ，並計算其不確定度。

轉動三線擺上方的小圓盤，使其繞自身軸轉一角度α，藉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於其它測量量的不確定度。利用式，求出 ，並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 。並與理論值進行比較，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 。然後將兩圓柱對稱地置於下圓盤中心的兩側。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，並與測量值比較。


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