Измерение и обработка результатов

1. Наматывают на вал С шнур и поднимают груз на высоту h₁.

2. Поворачивают рычаг и отпускают груз, при этом включается секундомер – измеряют время падения груза с высоты h₁.

3. Определяют высоту h_2, на которую поднимется груз после опускания.

4. Измерив радиус вала r, вычисляют силу трения по формуле (5) и момент инерции махового колеса по формуле (6).

Полученные результаты заносят в таблицу

№ опыта	r, м	m, кг	h1, м	h2. м	t, c	fтр, Н	J		Jист
Среднее значение

Расчет погрешности

Абсолютная ошибка измерения момента инерции I:

Частные производные находим по формулам:

,

,

Δr = 0,1 мм; Δt = 0,1c; Δh₁ = Δh₂=0,5 см

Лабораторная работа 1.4

Определение ускорения силы тяжести математическим маятником

Цель работы: определить ускорение силы тяжести для г. Владикавказа.

Приборы и принадлежности: маятник, секундомер.

Краткая теория

Колебательным движением (колебанием) называется процесс, при котором система, многократно отклоняясь от своего состояния равновесия, каждый раз вновь возвращается к нему.

Колебания называются периодическими, если материальная точка возвращается в исходное состояние через равные промежутки времени. Время одного полного колебания называется периодом колебания Т.

Величина, обратная периоду, называется частотой: .

Частотой гармонических колебаний  называется число колебаний в единицу времени.

Максимальное отклонение точки от положения равновесия называется амплитудой колебания А.

С уществует множество различных видов периодических колебаний. Простейшими колебаниями будут такие, при которых координата материальной точки изменяется с течением времени по закону синуса или косинуса. Такие колебания называются гармоническими.

x = A sin (t + ), (1)

где х – смещение точки (координата), А – амплитуда колебаний, (t + ) – фаза колебаний,  – циклическая частота, число полных колебаний за 2π с,  – начальная фаза.

Математический маятник

Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой нерастяжимой нити (рис.2).

В положении равновесия сила тяжести Р уравновешивается силой натяжения нити N. Если отклонить маятник на малый угол , то P и N будут направлены под углом друг к другу и не будут уравновешены. Равнодействующей этих сил будет составляющая F силы тяжести Р, которая является возвращающей силой и равна : F = –mg sin.

Знак минус указывает на противоположность направлений силы F и смещения х.

Период колебания математического маятника равен:

. (2)