Описание экспериментальной установки

Общий вид установки представлен на рис. 2.

На вертикальной стойке основания 1 крепятся два кронштейна: верхний 2 и нижний 3. Верхний кронштейн снабжен электромагнитами и устройством 4 для крепления и регулировки бифилярного подвеса 5. Маятник представляет собой диск 6, закрепленный на оси 7, подвешенной на бифилярном подвесе. На диск крепятся сменные кольца 8. Маятник со сменными кольцами фиксируется в верхнем исходном положении с помощью электромагнита.

На вертикальной стойке нанесена миллиметровая шкала, по которой определяется ход маятника.

Датчик фотоэлектрический 9 представляет собой отдельную сборку, закрепленную с помощью кронштейна 3 в нижней части вертикальной стойки. Кронштейн обеспечивает возможность перемещения фотодатчика вдоль вертикальной стойки и его фиксирования в любом положении в пределах шкалы 0 - 420 мм.

Фотодатчик 9 предназначен для выдачи электрических сигналов на миллисекундомер физический 10. Миллисекундомер выполнен самостоятельным прибором с цифровой индикацией времени. Он жестко закреплен на основании 1.

Общий вид установки

Рис. 2.

Методика эксперимента и обработка результатов

Задание 1: Определить параметры маятника Максвелла.

1. Нарисовать таблицу 1.

	Ось маятника		Диск маятника		Кольца
N	, м	, м	, м	, м
1
2
3
4
5
ср. зн.

2. С помощью штангенциркуля измерить R и L, рассчитать объемы оси и диска и .

3. Используя табличные значения плотности металла (алюминия), из которого изготовлены ось и диск, рассчитать значения масс и . Полученные результаты занести в таблицу 1.

4. Измерить штангенциркулем значения (для трех колец) и занести в таблицу. Определить средние значения.

Задание 2: Определить момент инерции маятника.

1. Нарисовать таблицу 2.

2. По шкале, пользуясь указателем кронштейна 3, определить ход маятника .

Таблица 2.

= кг; = м
	1	2	3	4	5
, с						ср, с
=
	1	2	3	4	5
с						ср с
=
	1	2	3	4	5
с						ср с

3. Нажать кнопку ”Сеть”, расположенную на лицевой панели миллисекундомера, при этом должны загореться лампочка фотодатчика и цифровые индикаторы миллисекундомера.

4. Вращая маятник зафиксировать его в верхнем положении при помощи электромагнита, при этом необходимо следить за тем, чтобы нить наматывалась на ось виток к витку. .

5. Нажать на кнопку ”Сброс” для того, чтобы убедиться, что на индикаторах устанавливаются нули.

6. При нажатии кнопки ”Пуск” на миллисекундомере, электромагнит должен обесточится, маятник должен начать раскручиваться, миллисекундомер должен произвести отсчет времени, а в момент пересечения маятником оптической оси фотодатчика счет времени должен прекратиться.

7. Испытания по пунктам 4 - 6 провести не менее пяти раз и определить среднее значение времени

8. Определить момент инерции маятника по формуле (7).

9. Испытания по пунктам 4 - 6 провести для трех сменных колец.

10. Все полученные результаты занести в таблицу. Определить средние значения.

11. Рассчитать погрешность измеренных значений .

12.Сравнить теоретические значения момента инерции маятника (8) с опытными значениями.