Порядок выполнения работы

Внимание! Все измерения необходимо производить с большой осторожностью, так как маятник легко повредить, если даже незначительно погнуть его стержень. Маятник с погнутым стержнем при своем движении начинает «бить», сильно раскачиваясь из стороны в сторону. Производить измерения с таким маятником опасно, поэтому следует оберегать маятник от ударов об пол, край стола и т. п.

1. Собрать установку «Маятник Максвелла» (см. рис. 1.) Установить нижний кронштейн с фотодатчиком 4 в крайнее нижнее положение шкалы так, чтобы верхняя плоскость кронштейна совпала с одной из рисок шкалы.

Произвести регулировку положения основания установки при помощи регулировочных опор так, чтобы диск на бифилярном подвесе находился в центре окна фотодатчика.

Установить с помощью устройства 5 необходимую длину бифилярного подвеса таким образом, чтобы нижний край диска маятника находился на 4 – 5 мм ниже оптической оси фотодатчика; при этом ось маятника должна занять горизонтальное положение.

Подключить фотодатчик и электромагнит к блоку. Нажать кнопку «СЕТЬ». При этом должно включиться табло индикации.

Аккуратно вращая маятник, зафиксировать его в верхнем положении при помощи электромагнита, при этом необходимо следить за тем, чтобы нить наматывалась на ось виток к витку. В зафиксированном положении нити подвеса должны быть прослаблены.

Нажать на кнопку «СБРОС» для того, чтобы убедиться, что на индикаторах устанавливаются нули.

Данные занести в таблицу 1.

Таблица 1

№	t, с	tср, с	h, м	hср, м	a, м/с2	, рад/с2	, м/с	, рад/с	η
1
2
3
4
5

2. Нажать на кнопку «ПУСК» блока. Происходит растормаживание электромагнита, маятник начинает опускаться, и таймер блока начинает отсчет времени. При пересечении маятником оптической оси фотодатчика отсчет времени прекратится. Записать показания таймера, т.е. время движения груза t.

По шкале стойки определить ход маятника h.

Записав значения h и t, нажать клавишу «СБРОС». Для повышения точности измерений повторить опыт 5 – 6 раз.

3. Определить экспериментальное значение ускорения a_э по формуле (4). Найти угловое ускорение маятника, линейную и угловую скорости в момент прохождения маятником оси фотодатчика.

Определить относительную погрешность, сравнивая теоретическое и экспериментальное значение ускорения по формуле:

h  (a_э  a_т)/100 %. (12)

Данные измерений занести в таблицу 2:

Таблица 2

r, м	Rд, м	Rк, м	b, м	m, кг	I, кгм2	Wкин, Дж	Wпот, Дж	Aсил трения, Дж

4. С помощью штангенциркуля измерить радиусы оси маятника, диска и кольца r, R_д, R_к и ширину кольца b. Взвесить кольцо, записать его массу. По формулам (5) – (8) рассчитать момент инерции маятника.

5. По формуле (11) найти кинетическую энергию маятника Максвелла, сравнить ее с начальной потенциальной энергией W_потmgh. По разности этих энергий найти работу сил трения.