Рисунок 3. График зависимости момента силы от угла поворота.
I. Определение модуля кручения пружины.
1. Вычислите модуль момента силы М по формуле (5.9).
2. Полученные данные занесите в таблицу 1.
3. По полученным данным постройте график зависимости М от j.
На графике (рис 3) тангенс угла 
наклона прямой будет численно равен модулю кручения пружины D, согласноформуле (5.8).
4. Вычислите экспериментальное значение момента инерции. по формуле (5.10), используя полученные значения D и T.
5. По одной из формул (5.1–5.5) вычислите теоретическое значение момента инерции для данного тела.
6. Сравните теоретические и экспериментальные результаты.
7. По данным таблицы 2 нанесите на график зависимости J = f (r 2) экспериментальные точки.
8. Запишите аппроксимирующую функцию для момента инерции стержня с грузами в виде
здесь m –масса одного груза.
В переменных J = f (r 2) это уравнение прямой, не проходящей через начало координат.
Рисунок 4. График зависимости момента инерции от квадрата радиуса.
9. По методу наименьших квадратов проведите прямую согласно функциональной зависимости.
Отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат равен моменту инерции стержня J ст.
10. Сравните это значение с теоретическим значением J (формула 5.5).Результат сравнительной оценки представьте в процентах.
11. Вычислите по формуле (5.11) момент инерции стержня без грузов J oотносительно оси, проходящей через его центр масс, используя соответствующее значение периода колебаний, полученное в пункте 5.
12. Вычислите по формуле (5.11) момент инерции стержня без грузов J относительно оси, смещённой на расстояние d, используя соответствующее значение периода колебаний, полученное в пункте 5.
13. Вычислите по формуле (5.6) теоретическое значение момент инерции стержня J, используя результаты измерения расстояния d, массы и длины стержня из пункта 5.
14. Выполните сравнительную оценку теоретического и экспериментального значения момента инерции стержня.
Контрольные вопросы
1. Что такое момент инерции тела? Поясните его физический смысл.
2. Сформулируйте теорему Штейнера.
3. Запишите аналитические выражения для момента инерции частицы и твердого тела. Как производится расчет момента инерции стержня, диска, шара, цилиндра?
4. Можно ли при помощи предложенного метода определить момент инерции тела неправильной формы?
5. Каков характер зависимости момента инерции от расстояния, на котором находится тело от оси вращения?
6. Как экспериментально определяется момент инерции тела в данной лабораторной работе?
7. Какие законы сохранения применяются для вывода расчетных формул?
8. Какие колебания называются крутильными? Что такое крутящий момент?
9. Почему момент инерции сплошного цилиндра меньше момента инерции полого цилиндра такой же массы и такого же радиуса?
10. В результате смещения грузов к краям стержня момент инерции маятника увеличился в 2 раза. Как изменился период колебаний?
