Опис установки

Загальний вигляд приладу показаний на рис. 1. На стійці 1 закріплений кронштейн 2, на якому за допомогою провідників підвішені кулі. Знизу стійка має шкалу 3 для визначення кутів відхилення куль. Кут відхилення можна фіксувати за допомогою електромагніта 4. Чає удару вимірюється мікросекундоміром 5.

Хід роботи

Записати початкові значення кутів , .
Ввімкнути прилад в мережу живлення.
Відтиснути кнопку «Пуск».
Праву кулю відвести в бік електромагніта і зафіксувати її в цьому положенні, ліву встановити нерухомо в положенні рівноваги. Записати кут відхилення правої кулі .
Натиснути послідовно кнопки «Сброс» і «Пуск».
Після удару куль визначити кути і . При цьому також слід враховувати початкові значення кутів , . Час буде висвітлено на шкалі мікросекундоміра. Величини кутів і часу занести в таблицю.
Виконуючи послідовно пункти 3–6 повторити вимірювання не менше п’яти разів.
Знайти середні значення кутів і часу та підставити їх в формули (7), (8). Обчислити середню силу взаємодії куль і коефіцієнт відновлення k.
Оцінити похибки прямих вимірювань і обчислити відносну (9) та абсолютну (10) похибку F

, (9)

. (10)

Записати кінцевий результат.

Увага! Перед підстановкою в (9) перевести у радіани!

Таблиця вимірювань

№ з.п.






Ср.

Контрольні запитання

Що таке удар двох тіл?
Сформулювати закони збереження імпульсу і механічної енергії.
Сформулювати загальний закон збереження енергії.
Дати визначення центральних абсолютно пружнього і абсолютно непружнього ударів; записати закони збереження для цих двох випадків.
Що таке коефіцієнт відновлення?
Вивести робочу формулу для визначення середньої сили удару.

Лабораторна робота №1.5 Визначення моменту інерції маятника Обербека

Мета роботи: визначити момент інерції маятника Обербека.

Теоретичні відомості і опис установки

(Теорія до даної роботи описана в конспекті лекцій §§1.9, 1.10)

Загальний вигляд маятника Обербека зображений на рис.1. На вертикальній стійці 1, закріплені два кронштейни: верхній рухомий 2 і нижній нерухомий 3.

Рис.1

Власне маятник складається з двохступінчатого шківа 4, закріпленого на осі обертання; чотирьох взаємно перпендикулярних стержнів 5 і однакових тягарців 6, які можна переміщувати вздовж стержнів. Тягарці 6 розміщуються симетрично, щоб центр мас системи співпадав віссю обертання. Маятник приводиться в обертальний рух за допомогою тягарця 7, прикріпленого до нитки, намотаної на шків. Паралельно до нитки, на стійці розміщена масштабна лінійка. З її допомогою вимірюється висота падіння тягарця.

На нижній втулці (за шківом) розміщений електромагніт, який після підключення до нього напруги живлення, утримує за допомогою муфти маятник в стані спокою.

На верхньому і нижньому кронштейнах (2, 3) знаходяться фотоелектричні датчики. Вони виробляють електричні імпульси початку і кінця вимірювання часу мілісекундоміром.

Момент інерції маятника може бути визначений з основного рівняння динаміки обертального руху

, (1)

тобто вимірювання моменту інерції зводиться до визначення моменту сили М і кутового прискорення . Визначимо силу, що діє на шків, яка рівна силі натягу нитки (силою тертя нехтуємо)

, (2)