Порядок выполнения работы

Первый метод

1. Подвесив маятник на призме 1 (см. рис. 4), отклонить его на небольшой угол (менее 10) и измерить секундомером время десяти колебаний. Измерения произвести пять раз. Затем произвести аналогичные измерения, подвешивая маятник на призме 2. Данные занести в таблицу 1. Вычислить t_ср, а затем найти период по формуле T  t_ср/n. Результат занести в таблицу 1.

Для определения расстояния d от центра тяжести до осей вращения снять маятник с опоры и положить на специальную подставку (призму балансировки). На подставке, которая имеет острую грань, маятник необходимо уравновесить. Расстояние от точки, находящейся над гранью призмы балансировки, до опорных призм измерить масштабной линейкой с точностью до Δd  0,001 м. Результаты занести в таблицу 1, затем рассчитать момент инерции по формуле (8). Результаты занести в таблицу 3.

Второй метод

Изменяя длину математического маятника, добиться того, чтобы он колебался синхронно с физическим. Полного совпадения периодов обоих маятников добиться нелегко. Поэтому следует, постепенно меняя длину нити математического маятника, добиться того, чтобы маятники колебались синхронно в течение 10 – 15 колебаний. Измерить расстояние от шарика до точки подвеса. Длина маятника равна этому расстоянию плюс радиус шарика (диаметр шарика измеряется штангенциркулем). Её можно считать приведённой длиной l_п физического маятника. Результаты занести в таблицу 2. Момент инерции вычислить по формуле (9) и результат занести в таблицу 3.

Подобные измерения и расчёты повторить, подвешивая маятник на второй призме.

Для доверительной вероятности P  0,95 и N  5,   2,8.

Систематическая ошибка определяется классом точности прибора и ошибкой, связанной с конечной скоростью реакции человека, которую можно принять равной 0,1 с. В нашем случае непосредственно приборной ошибкой можно пренебречь по сравнению с этой величиной и считать систематическую ошибку равной Δt_сист  0,1 с, а полную ошибку рассчитать по формуле

t  .

2. Рассчитать и занести в таблицу 4 относительные ошибки определения величин t, m и d.

3. Рассчитать максимальную абсолютную ошибку определения момента инерции по формуле

J  J .

Результаты определения момента инерции с указанием абсолютной ошибки занести в таблицу 4.

Примечание. Значения величин g и  известны с большей точностью, и следовательно относительные ошибки, вносимые округлением этих величин, могут быть сделаны как угодно малыми, т. е. заведомо меньшими, чем ошибки измерения остальных величин m, d, T.

Практически это означает, что при вычислениях значения g и  достаточно принять равными 9,81 м/с² и 3,14 соответственно.

4. Таблицы и графики

Таблица 1

Положение оси вращения	Расстояние от оси вращения до центра тяжести d, м	Время десяти колебаний, с					Среднее значение периода колебаний Тср, с
		t1	t2	t3	t4	t5
Призма 1
Призма 2

Таблица 2

Положение оси вращения	Расстояние от шарика до точки подвеса, м	Радиус шарика, м	lп, м
Призма 1
Призма 2

Таблица 3

Положение оси вращения	Момент инерции физического маятника J, кг м2
	По методу колебаний	По методу приведенной длины
Призма 1
Призма 2

Таблица 4

Положение оси вращения				J J, кгм2 (метод колебаний)	J кгм2 (метод приведенной длины)
Призма 1
Призма 2