2. Экспериментальная часть. Задание 1. Измерение длины математического маятника (прямое измерение)
Порядок выполнения работы:
1.Стержни крестовины завинтить до упора, грузы Р закрепить на середине стержней (15 см). Уравновесить маховик малым смещением грузов 1,3, а затем, повернув крестовину на 90 – грузами 2,4.
2. Взвесить платформу вместе с крючком (m0). На платформу установить грузики массой m1. m= m0+m1
3. Закрепить нить на малом радиусе шкива. Вращая крестовину против часовой стрелки переместить платформу в верхнее положение, зафиксировать маятник нажатием кнопки «Сеть».
4. По шкале определить ход h груза, разницу его верхнего и нижнего положений.
5. Нажать кнопку «Сброс». На табло миллисекундомера высвечиваются нули
6. Нажать кнопку «Пуск» и отпустить ее при ударе платформы по амортизатору.
7. провести отсчет времени t хода маятника по миллисекундомеру.
8.
Повторить измерения 5 раз и определить
среднее значение времени
9. Повторить все, что указано в пунктах 3-8 для грузов массой m = m + m2
и m = m + m2 + m3
10. Не меняя положение грузов Р, закрепить нить на большом радиусе R шкива.
11. Повторить измерения по пунктам 3-9, для грузов тех же масс:
12. Данные свести в таблицу 1.
Таблица 1
№ п/п |
r, м |
t1, с (m=111,5) |
t2, с (m=166,4) |
t3, с (m=220,6) |
1 |
0,42 |
7,503 |
6,059 |
5,668 |
2 |
7,531 |
6,257 |
5,335 |
|
3 |
7,943 |
6,036 |
5,123 |
|
4 |
7,474 |
6,028 |
5,206 |
|
5 |
7,547 |
6,156 |
5,208 |
|
|
tср, с |
7,5996 |
6,1072 |
5,308 |
|
||||
|
R, м |
t1, с (m=111,5) |
t2, с (m=166,4 |
t3, с (m=220,6) |
1 |
0,84 |
3,896 |
3,112 |
2,697 |
2 |
3,856 |
3,086 |
2,921 |
|
3 |
3,833 |
3,102 |
2,646 |
|
4 |
3,767 |
3,076 |
2,639 |
|
5 |
4,335 |
3,055 |
2,768 |
|
|
tср, с |
3,9374 |
3,0862 |
2,7342 |
13. Рассчитать значение ε, М, I – по формулам:
ε =
Если h = 0,40 м, r = 0,42м:
ε =
ε =
ε =
М = m
∙(g
–
)
∙ r
Если m = 0,1115 кг:
М = 0,1115*(9,8 -
)
* 0,42 = 0,1115 * 9,786 * 0,42 = 0,458
I =
=
I =
= 13,878
Если m = 0,1664 кг:
М
= 0,1664*(9,8 -
)
* 0,42 = 0,1664 * 9,778 * 0,42 = 0,683
I =
= 13,392
Если m = 0,2206 кг:
М
= 0,2206*(9,8 -
)
* 0,42 = 0,2206 * 9,772 * 0,42 = 0,905
I =
= 13,309
Если R = 0,84 м:
ε =
ε =
ε =
Если m = 0,1115 кг:
М = 0,1115*(9,8 -
)
* 0,84 = 0,1115 * 9,748 * 0,84 = 0,913
I
=
= 14,869
Если m = 0,1664 кг:
М = 0,1664*(9,8 -
)
* 0,84 = 0,1664 * 9,716 * 0,84 = 1,358
I
=
= 13,593
Если m = 0,2206 кг:
М
= 0,2206*(9,8 -
)
* 0,84 = 0,2206 * 9,692
* 0,84 = 1,796
I =
= 14,097
14. Построить график зависимости ε = ƒ (М)
15. Вычислить моменты доверительного интервала в определении момента инерции:
,
где Δr, Δm, Δt, Δh – приборные погрешности.
Вывод: Проведя эксперимент, мы рассмотрели сложное движение тел, сочетающего вращательное движение с поступательным и рассчитали моменты инерции маятника.