Työn suoritus

Työtä suorittaessa meillä oli käytössä seuraavaa laitteistoa:

  • Vauhtipyörä

  • Statiivi

  • Naru, jonka päässä punnus

  • Sekuntikello

  • Mittanauha

  • Työntömitta

Välineistö oli täysin opetuslabratorion laitteistoa.

Kiinnitimme vauhtipyörän keskipisteestä c statiiviin. Mittasimme ensin mittanauhalla mahdollisen punnuksen putoaman maksimi matkan, kun päästämme punnuksen putoamaan vapaasti pyörän alareunasta. Kiersimme tämän jälkeen punnuksen narulla vauhtipyörän sisäkehälle. Päästimme punnuksen putoamaan vauhtipyörän alareunasta, josta annoimme sen vapaasti pyörittää vauhtipyörää laskien samalla kierrokset kunnes vauhtipyörä pysähtyi. Samalla mittasimme ajan, mitä kului punnuksen putoamiseen ja irtoamiseen vauhtipyörästä. Toistimme mittaukset viisi kertaa ja taulukoimme tulokset pöytäkirjaan. Punnitsimme myös punnuksen massan m 0,01 g tarkalla vaa’alla (massassa oli mukana narun massa) ja mittasimme narukehän halkaisijan 2r työntömitalla.

Tämän jälkeen tutkimme hitausmomenttia kiinnittämällä vauhtipyörän reunastaan kiinni ja mittasimme heilahdusliikkeen taajuutta. Kiinnitimme vauhtipyörän mahdollisimman alas statiiviin, jolloin saimme siitä heilurin. Laitoimme pyörän heilumaan statiivissa (aina samasta lähtöpisteestä) ja mittasimme 10 heilahdusjakson kokonaisajan sekuntikellolla. Tämän jälkeen jaoimme ajan kymmenellä, jolloin saimme yhden heilahduksen jaksonajan T. Suoritimme kokeen 5 kertaa, ja taulukoimme tulokset pöytäkirjaan. Lisäksi mittasimme työntömitalla heilahduskeskiön z etäisyyden b pyörän keskipisteestä ja punnitsimme vauhtipyörän massan M 0,1 g tarkalla vaa’alla.

Kolmannessa osiossa määrittelimme vauhtipyörän hitausmomentin laskennallisesti keskipisteen c suhteen käyttämällä kaavaa (3). Mittasimme Vauhtipyörän halkaisijan 2R mittanauhalla.

Työtä aloittaessa oli hyvä huomioda, että pyörä pyörii pisteensä ympäri kunnolla ja lähes vapaasti kitkan mimimoimiseksi. Jouduimme aluksi vaihtamaan pyörään, joka pyöri keskipisteensä ympäri paremmin. Lisäksi on hyvä tarkistaa, että kiinnitys on suorassa, eikä pyörä ole vinossa.