Контрольні запитання

1. Що називають моментом інерції матеріальної точки?

2. Що називають моментом інерції твердого тіла?

3. Які властивості тіла характеризує момент інерції?

4. Який коливальний рух називають гармонічним?

5. За якою формулою можна розрахувати кінетичну енергію тіла, що обертається?

6. Запишіть закон збереження енергії для крутильних коливань стрижня.

7. Чому потрібно, щоб центр мас тіла був на одній вертикалі із центром інерції диска?

8. Які закони збереження виконуються під час крутильних коливань?

11. Визначення прискорення вільного падіння

11.1. Мета роботи

Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника.

Математичним маятником називається матеріальна точка (куля), що підвішена на довгій нерозтяжній нитці. Період коливань математичного маятника залежить від довжини нитки і прискорення вільного падіння і не залежить від маси маятника:

(11.1)

Із цієї формули можна знайти прискорення вільного падіння, якщо виміряти довжину нитки і період коливань:

(11.2)

Точно виміряти довжину нитки достатньо складно, тому замість довжини потрібно взяти різницю довжин двох маятників:

Якщо при довжині нитки період коливань маятника , а при довжині нитки період коливань маятника , то:

(11.3)

Із цієї формули виведемо робочу формулу:

(11.4)

11.3. Експериментальні дослідження

Для визначення прискорення вільного падіння в роботі використовується маятник у вигляді кулі на довгій нитці. Маятник закріплено на кронштейні. Для вимірювання довжини користу-ються шкалою із сантиметровими поділками. Для визначення періоду коливань виміряють час t 50 – 100 повних коливань. Період знаходять за формулою:

(11.5)

11.4. Обробка результатів вимірювань

1. Виміряти довжину маятника ℓ₁ (2 м).

2. Відхилити маятник на невеликий кут 5 – 6⁰, відпустити і одночасно включити секундомір. Виміряти час n₁ 50 –100 коливань.

3. Провести вимірювання ще для двох довжин: ℓ₂ і ℓ₃ Потрібно мати на увазі, що різниці довжин ℓ₁ – ℓ₂ і ℓ₁ – ℓ₃ мають бути більше 0,6м. Результати вимірювань записати у табл. 11.1.

4. Знайти значення прискорення вільного падіння g за формулами:

5. Знайти середнє значення g і похибки вимірювань:

6. Результати вимірювань записати у вигляді:

Таблиця 11.1

Пор. №	При довжині			При довжині			При довжині
	n1	t1,c	T1,c	n2	t2,c	T2,c	n3	t3,c	T3,c
1			–			–			–
2
3
Сер.	–	–		–	–		–	–