扭擺法測量切變模量和轉(zhuǎn)動慣量(編輯修改稿)
2025-07-21 21:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 直徑轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動慣量分別為 （8） ) （9）上式中，為環(huán)的內(nèi)半徑，為環(huán)的外半徑，為環(huán)的質(zhì)量。為環(huán)狀剛體的厚度。因此，根據(jù)公式（8）、（9）計算得到、。測量出，通過公式（7）就能得到材料的切變模量。另外，公式（6）又可以寫成 （10）； 由上式可以看到，如果已知就可以得到切變模量，反之，知道了切變模量，就可以得到轉(zhuǎn)動慣量為。由于是不規(guī)則的剛體，很難得到其過中心軸的轉(zhuǎn)動慣量，因此可以利用； 兩式相減，得到∴ （11）轉(zhuǎn)動慣量的平行軸定理 理論分析證明，若質(zhì)量為的剛體繞質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量為，若轉(zhuǎn)軸平行移動距離為時，則物體對新軸轉(zhuǎn)動慣量為 (12)垂直軸定理 若已知一塊薄板（或薄環(huán)）繞位于板（或環(huán)）上相互垂直軸（X和Y軸）的轉(zhuǎn)動慣量為和，則薄板（或環(huán)）繞Z軸的轉(zhuǎn)動慣量為 （13）此即垂直軸定理，由此定理可知：圓盤（或環(huán)）通過中心且垂直盤面的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量為圓盤繞其直徑的轉(zhuǎn)動慣量的兩倍?！緦嶒瀮?nèi)容和要求】必做部分 安裝實驗裝置，調(diào)整數(shù)字式計數(shù)計時儀儀器使用使用注意事項（1）請勿用手將爪手托起又突然放下，鐵制爪手自由下落沖力易將鋼絲或銅絲拉斷（往往在鋼絲與扎頭連接處斷）。（2）實驗結(jié)束請將環(huán)放在桌上，以減輕鋼絲負重。（3）材料的切變模量與楊氏模量相似，與材料的成份、熱處理工藝等均有關(guān)。如用樹脂漆包線測得切變模量與純銅絲的切變模量不相同。各種鋼絲加工、熱處理工藝不相同，切變模量也差異很大。（4）如果當(dāng)磁鋼靠近霍耳開關(guān)時，此時觸發(fā)指示燈無反應(yīng)時則是磁鋼的磁極放反了，取下來換個方向，就可以了。（此時觸發(fā)指示燈為暗）用電子天平稱圓環(huán)的質(zhì)量。用游標卡尺測圓環(huán)內(nèi)直徑、外直徑和高度，用螺旋測微儀測量鋼絲直徑，用米尺測量鋼絲長度（上下固定點O、O’距離）。 注：鋼絲直徑、圓環(huán)內(nèi)直徑、外直徑和高度的測量采用多次測量取平均的方法，的測量采用單次測量的方法。計算鋼絲的切變模量,(用兩種方法計算并比較)（1）測量爪手空載時擺動周期；金屬圓環(huán)水平放置在爪手上時的擺動周期；金屬圓環(huán)豎直吊置在爪手上時的擺動周期。（測量周期應(yīng)該采用多周期多次測量的方法，要測量5～6次，每次測量10個周期）。（2）利用（7）、（8）、（9）式計算鋼絲的切變模量。驗證平行軸定理（1）用電子天平稱重鋼珠質(zhì)量，用螺旋測微儀測量小鋼珠的直徑，將兩顆鋼
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