3. Forgási energia mérése, tehetetlenségi nyomaték számítása
Feladat:
Állapítsa meg méréssel és számolással egy lejtőn leguruló, gördülő csődarab forgási energiáját a lejtő alján! Számítsa ki a csődarab tehetetlenségi nyomatékát!
Szükséges eszközök:
Egy kb. 1-1,5 méter hosszú, nagyon kicsi emelkedésű lejtő; nagyméretű (kb. 8‑10 cm átmérőjű), vékony falú fémcső néhány centiméteres darabja; mérőszalag; stopper; mérleg.
A mérés leírása
Mérje meg a csődarab tömegét és sugarát! Győződjön meg arról, hogy a cső falvastagsága a sugarához viszonyítva nagyon kicsi!
Az 1 méteren 2‑3 cm‑t emelkedő, kellően érdes felületű lejtőn gurítsa le kezdősebesség nélkül a csődarabot! Mérje meg a legördülés idejét legalább ötször, majd a lejtő hosszának, magasságának és a mért időtartamoknak az ismeretében, a gördülési feltétel felhasználásával végezze el az alábbi számításokat! Válaszoljon a kérdésekre!
- A mért adatok ismeretében határozza meg a cső haladó mozgásának energiáját a lejtő alján!
- Az energiamegmaradás alapján határozza meg a cső forgási energiáját!
- A legördülési kísérletek eredménye alapján határozza meg a csődarab tehetetlenségi nyomatékát!
- A csődarab tömege és geometriai adatai alapján számítsa ki a csődarab tehetetlenségi nyomatékát!