转动惯量的测定与平行轴定理验证的实验研究摘要:采用三线摆,双线摆,扭摆,测量不同刚性物体的转动惯量,并进一步验证平行轴定理,同时应用扭摆的特性测量切边模量。关键字:转动惯量;平行轴定理;切变模量转动惯量是刚体转动惯性的量度,它与刚体的质量分布和转轴位置有关。根据物体的规则与否,转动惯量的获得分为理论公式法与实验法。对于规则物体,测量其尺寸和质量,即可通过理论公式计算获得;对于不规则、质量分布不均匀的物体则要通过实验测定。一 实验原理(一) 双线摆本实验中,认为双线摆是纯转动的理想模型。这样,双线摆摆锤的运动可分解为:水平面上的转动以及竖直方向上的振动。设均匀细杆质量、长为 、绕通过质心竖直轴转动的惯量为;两相同圆柱体的质量之和为2m1,之间距离为2c;双绳之间距离为d,绳长L图双线摆结构图。图2几何分析由右图几何关系分析,当很小时,得 (1)由上式可得系统的势能为 (2)杆的转动动能为 (3)由能量守恒得 (4)用(4)关于时间求导,并除以,
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