實驗測量剛體的轉動慣量有哪些方法

2021-05-21 21:29:59 字數 4061 閱讀 5067

1樓:西西哩的小馬甲

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,其特點是無力影象清楚、操作簡便易行、適合各種形狀的物體,如機械零件、電機轉子、槍炮彈丸、電風扇的風葉等的轉動慣量都可用三線擺測定。

轉動慣量

簡介轉動慣量(moment of inertia)是剛體轉動時慣性的量度,其量值取決於物體的形狀、質量分佈及轉軸的位置。剛體的轉動慣量有著重要的物理意義,在科學實驗、工程技術、航天、電力、機械、儀表等工業領域也是一個重要參量。電磁系儀表的指示系統,因線圈的轉動慣量不同,可分別用於測量微小電流(檢流計)或電量(衝擊電流計)。

在發動機葉片、飛輪、陀螺以及人造衛星的外形設計上,精確地測定轉動慣量,都是十分必要的。

對於質量分佈均勻,外形不復雜的物體可以從它的外形尺寸的質量分佈用公式計算出相對於某一確定轉軸的轉動慣量。對於幾何形狀簡單、質量分佈均勻的剛體可以直接用公式計算出它相對於某一確定轉軸的轉動慣量。而對於外形複雜和質量分佈不均勻的物體只能通過實驗的方法來精確地測定物體的轉動慣量,因而實驗方法就顯得更為重要。

moment of inertia剛體繞軸轉動慣性的度量。其數值為j=∑ mi*ri^2,式中mi表示剛體的某個質點的質量,ri表示該質點到轉軸的垂直距離。

求和號(或積分號)遍及整個剛體。轉動慣量只決定於剛體的形狀、質量分佈和轉軸的位置,而同剛體繞軸的轉動狀態(如角速度的大小)無關。形狀規則的均質剛體,其轉動慣量可直接計得。

不規則剛體或非均質剛體的轉動慣量,一般用實驗法測定。轉動慣量應用於剛體各種運動的動力學計算中。

描述剛體繞互相平行諸轉軸的轉動慣量之間的關係,有如下的平行軸定理:剛體對一軸的轉動慣量,等於該剛體對同此軸平行並通過質心之軸的轉動慣量加上該剛體的質量同兩軸間距離平方的乘積。由於和式的第二項恆大於零,因此剛體繞過質量中心之軸的轉動慣量是繞該束平行軸諸轉動慣量中的最小者。

2樓:人蔘__苦短

實驗測量剛體的轉動慣量一般都是將剛體懸掛起來做週期性的轉動或者擺動,利用轉動或者擺動的週期來計算轉動慣量。比如,三線擺法測量轉動慣量,扭矩法測量轉動慣量等等。

實驗測量剛體的轉動慣量有哪些方法?

3樓:西西哩的小馬甲

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,其特點是無力影象清楚、操作簡便易行、適合各種形狀的物體,如機械零件、電機轉子、槍炮彈丸、電風扇的風葉等的轉動慣量都可用三線擺測定。

轉動慣量

簡介轉動慣量(moment of inertia)是剛體轉動時慣性的量度,其量值取決於物體的形狀、質量分佈及轉軸的位置。剛體的轉動慣量有著重要的物理意義,在科學實驗、工程技術、航天、電力、機械、儀表等工業領域也是一個重要參量。電磁系儀表的指示系統,因線圈的轉動慣量不同,可分別用於測量微小電流(檢流計)或電量(衝擊電流計)。

在發動機葉片、飛輪、陀螺以及人造衛星的外形設計上,精確地測定轉動慣量,都是十分必要的。

對於質量分佈均勻,外形不復雜的物體可以從它的外形尺寸的質量分佈用公式計算出相對於某一確定轉軸的轉動慣量。對於幾何形狀簡單、質量分佈均勻的剛體可以直接用公式計算出它相對於某一確定轉軸的轉動慣量。而對於外形複雜和質量分佈不均勻的物體只能通過實驗的方法來精確地測定物體的轉動慣量,因而實驗方法就顯得更為重要。

moment of inertia剛體繞軸轉動慣性的度量。其數值為j=∑ mi*ri^2,式中mi表示剛體的某個質點的質量,ri表示該質點到轉軸的垂直距離。

求和號(或積分號)遍及整個剛體。轉動慣量只決定於剛體的形狀、質量分佈和轉軸的位置,而同剛體繞軸的轉動狀態(如角速度的大小)無關。形狀規則的均質剛體,其轉動慣量可直接計得。

不規則剛體或非均質剛體的轉動慣量,一般用實驗法測定。轉動慣量應用於剛體各種運動的動力學計算中。

描述剛體繞互相平行諸轉軸的轉動慣量之間的關係,有如下的平行軸定理:剛體對一軸的轉動慣量,等於該剛體對同此軸平行並通過質心之軸的轉動慣量加上該剛體的質量同兩軸間距離平方的乘積。由於和式的第二項恆大於零,因此剛體繞過質量中心之軸的轉動慣量是繞該束平行軸諸轉動慣量中的最小者。

常用剛體的轉動慣量是怎麼求得

4樓:楊必宇

方法一:

利用公式:i = mr²,其中 m 是其質量,r 是質點和轉軸的垂直距離轉動慣量。

方法二:

1、質量離散分佈的情況

採用 sigma 求和符號計算,i = ∑mi ri²。

2、質量連續分佈的情況

採用積分的方法,i = ∫ r²dm,

轉動慣量是剛體繞軸轉動時慣性(迴轉物體保持其勻速圓周運動或靜止的特性)的量度,用字母i或j表示。

在經典力學中,轉動慣量(又稱質量慣性矩,簡稱慣距)通常以i 或j表示,轉動慣量在旋轉動力學中的角色相當於線性動力學中的質量,可形式地理解為一個物體對於旋轉運動的慣性,用於建立角動量、角速度、力矩和角加速度等數個量之間的關係。

5樓:匿名使用者

轉動慣量(moment of inertia)是剛體繞軸轉動時慣性(迴轉物體保持其勻速圓周運動或靜止的特性)的量度,用字母i或j表示。 在經典力學中,轉動慣量(又稱質量慣性矩,簡稱慣距)通常以i 或j表示,si 單位為 kg·m²。對於一個質點,i = mr²,其中 m 是其質量,r 是質點和轉軸的垂直距離。

轉動慣量在旋轉動力學中的角色相當於線性動力學中的質量,可形式地理解為一個物體對於旋轉運動的慣性,用於建立角動量、角速度、力矩和角加速度等數個量之間的關係。

6樓:pasirris白沙

對於轉動慣量 moment of inertia,計算方法有兩種:

1、質量離散分佈的情況

採用 sigma 求和符號計算,i = ∑mi ri²。

2、質量連續分佈的情況

採用積分的方法,i = ∫ r²dm,在具體積分時,有很大的積分方法、積分技巧。

3、運用定理:a、平行軸定理;b、垂直軸定理。

4、特殊方法:如負質量法等。

用三線擺測量剛體的轉動慣量實驗的實驗結論?急求。謝謝!

7樓:之何勿思

三線擺的結構如圖4.2.3-1所示。三線擺是在上圓盤的圓周上,沿等邊三角形的頂點對稱地連線在下面的一個較大的均勻圓盤邊緣的正三角形頂點上。

當上、下圓盤水平三線等長時,將上圓盤繞豎直的中心軸線o1o轉動一個小角度,藉助懸線的張力使懸掛的大圓盤繞中心軸o1o作扭轉擺動。

同時,下圓盤的質心o將沿著轉動軸升降,如圖4.2.3-2所示。=h是上、下圓盤中心的垂直距離;=h是下圓盤在振動時上升的高度;是上圓盤的半徑;是下圓盤的半徑;α是扭轉角。

8樓:碎空

上述理論值和實驗值很好的擬合,百分比誤差較小,可以很好的驗證移軸定理

扭擺法測剛體轉動慣量的誤差分析

9樓:佛誠雷胭

把力換成力矩,把質量換成轉動慣量。

先把公式推匯出來,然後再算出轉動慣量,公式如下:

設轉動慣量為j:

有:-kθ=jβ

其中β是角加速度,θ是扭轉的角度。

可推匯出:t=2π√j/k,在已知扭擺的係數k時可以測出t,然後算出j;若不知扭擺的係數k,可以先用已知轉動慣量的物體測量,再將兩個方程相除得到計算公式。

具體測量方法是掐秒錶。

10樓:匿名使用者

扭擺法測量剛體的轉動慣量時,產生誤差的主要因素有:

扭擺法測量剛體的轉動慣量時,誤差主要來自測量時間時的人為誤差,測量所用儀器的系統誤差,和測量時空氣阻力對擺線造成的影響,剛體的質量對擺線長度造成的影響等等。

11樓:匿名使用者

1 圓盤轉動的角度大於90度,致使彈簧的形變係數發生改變2 沒有對儀器進行水平調節,

3 圓盤的固定螺絲沒有擰緊

4 擺上圓臺的物體有一定的傾斜角度

剛體轉動慣量的測定實驗中有哪些因素將影響測量準確度

12樓:du知道君

擺腳角大,導致扭轉力矩過大,從而所測得的平均週期將大大偏小,這樣計算所得的轉動慣量值與理論值誤差很大。

已知剛體的轉動慣量怎麼求轉矩怎麼根據轉動慣量J計算扭矩T?

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當迴轉軸bai是圓柱體軸線時 其中m是圓du柱體的質量,zhir是圓柱體的半徑。轉動慣量 moment of inertia 是剛體dao繞軸轉動時慣性 迴轉物回體保持其勻速圓周運動或靜止的特性 的量度,用字母i或j表示。在經典力學中,轉動慣量 又稱質量慣性矩,簡稱慣距 通常以i 或j表示,si 單...