Порядок выполнения работы

Результаты измерений и вычислений следует занести в табл. 1, предварительно согласовав с преподавателем количество необходимых или достаточных для исследования серий экспериментов.

Таблица 1

h =			D =		m*=		R =
№ серии опытов	№ в серии	m		t		< t >		М
1	1	m1
	2	m1
	3	m1
2	1	m2
	2	m2
	3	m2
…	…	m3
n	…	mn

2. На “автоматическом” маятнике Обербека

1. Провести балансировку маятника.

Для этого на двух противоположных спицах крестовины установите грузы m^* на выбранном расстоянии R от оси вращения. Закрепив винтом на спице один из грузов на расстоянии R и передвигая второй груз на противоположной спице, добейтесь равновесия маятника и закрепите винтом в этом положении второй груз. Затем таким же образом сбалансируйте грузы на второй паре спиц на таком же расстоянии от оси вращения. Если маятник сбалансирован, то он находится в безразличном равновесии. Внести m^* и R в таблицу измерений.

2. Проверить, чтобы при движении платформы сверху вниз она проходила через окно фотоэлектрических датчиков, не задевая их корпусов.

3. Измерить высоту h, диаметр D и внести результаты в таблицу.

ВНИМАНИЕ! Шкивы пластмассовые, имеют тонкие ребра, между которыми размещается нить. Расстояние между ребрами такое, что в них губки штангенциркуля входят вплотную и при неосторожном измерении (при перекосе штангенциркуля) эти ребра можно сломать.

4. Включить сетевой шнур в сеть питания.

5. Нажать клавишу “СЕТЬ”, проверить, светятся ли лампочки индикаторов обоих фотоэлектрических датчиков; на табло секундомера должны высвечиваться нули.

6. Нажать клавишу “ПУСК”. При этом освободится блокировка движения тормозных электромагнитов.

7. Вращая крестовину против часовой стрелки и наматывая нить, перекинутую через блок 6, на шкив 3 или 4, поднять платформу 7 с грузом в верхнее положение, установив дно платформы точно на уровне с чертой на корпусе верхнего фотоэлектрического датчика. Нажать клавишу “ПУСК” еще раз. В этом случае движение груза будет заблокировано тормозным электромагнитом, и груз должен находится в состоянии покоя.

8. Нажать клавишу “ПУСК” повторно. Произойдет разблокировка движения тормозным электромагнитом, груз придет в движение и будет запущен секундомер, измеряющий время движения груза. При прохождении грузом окна нижнего фотоэлектрического датчика, сработает механизм торможения груза и на табло секундомера зафиксируется время движения груза. Занести это время в таблицу измерений. С одним и тем же грузом рекомендуется проводить не менее трех измерений времени движения.

9. Нажать клавишу “СБРОС”. При этом произойдет сброс показаний секундомера (на табло секундомера будет высвечивать нули) и освобождение блокировки движения тормозным электромагнитом.

10. Выполнить пункты 8 – 11 для 5 ÷ 6 разных грузов, постепенно нагружая платформу. Результаты экспериментов внести в таблицу измерений.

11. Вычислить момент силы и угловое ускорение и результаты вычислений внести в таблицу измерений.

12. Построить график зависимости M =f() и проанализировать его.

13. Определить момент инерции маятника Обербека и момент сил трения, действующих на оси.

14. По сведениям о габаритах и массовых характеристиках деталей крестообразного маятника оценить (теоретически) его момент инерции, который можно представить соотношением

J = J₁ + J₂ + J₃, (10)

где J₁ - момент инерции спиц; J₂ - момент инерции шкивов с втулкой; J₃ - момент инерции грузов на спицах. Грузы на спицах можно рассматривать как точечные массы, а детали шкивов и втулки – как цилиндрические тела.

15. Сравните числовые значения момента инерции маятника, полученные в эксперименте и рассчитанные теоретически.