6.2.Ход работы

В данной лабораторной работе на экране компьютера мо­делируются колебания однородного диска с подвешенным ша­риком. По результатам эксперимента нужно вычислить его мо­мент инерции.

Для выполнения задания виртуальной физической лабора­торной работы необходимо запустить программу, щелкнув ле­вой клавишей мышки по ярлыку на экране «Физ. лаб.». После этого на экране появится окно, в котором будет присутствовать список лабораторных работ.

Установить курсор на работе «Определение момента инерции однородного диска методом колебаний» и мышкой ак­тивизировать работу программы. В результате будет открыто окно, в котором будет присутствовать таблица с командами:

• О программе

• О работе

• Эксперимент.

Последовательно вызывая пункты меню в таблице, необ­ходимо предварительно ознакомиться с лабораторной работой и порядком ее выполнения.

После обращения к команде Эксперимент на экране по­является окно с кнопками, управляющими колебаниями маят­ника, секундомером, линейкой и самим маятником (рис. 6.14).

Для выполнения работы необходимо выполнить следую­щие действия.

1. Измерить диаметр диска и шарика при помощи линей­ки. Линейка может перемещаться при помощи мыши - при на­жатой левой кнопке.

2. Запустите колебания. Колебания осуществляются после нажатия на кнопку «Пуск» управления колебаниями. Кнопка «Сброс» возвращает маятник в первоначальное положение.

3. Измерьте время 20 полных колебаний. При помощи кнопки «Пуск» включите секундомер и измерьте время 20 пол­ных колебаний. Для включения секундомера нажмите «Стоп». Опыт повторите 10 раз.

4. Вычислите среднее время и средний период 20 колеба­ний. Определите средний период колебаний по формуле

T =

где t - среднее время колебаний; п - число колебаний.

Рис. 6.14

5. По полученным экспериментальным данным вычислите момент инерции диска по формуле (6.30). При этом необходимо перевести все физические величины в одну систему единиц - СИ. В расчетах принять массу шарика равной 200 г.

6. Рассчитайте погрешность окончательного результата. Для расчета погрешности окончательного результата необхо­димо использовать формулы, приведенные ниже в приложении к лабораторной работе.

3. Обработка результатов измерений

Случайные и систематические погрешности проявляют себя лишь при измерении времени п колебаний диска и имеют один и тот же порядок величины.

Максимальная погрешность вычисляется по формуле

ΔJ_д = + + , (6.33)

где = ;

= )g – 0,1 – 0,25 ;

= - 0,5m ).

Окончательный результат расчетов запишите в виде

.

Абсолютную погрешность округлите до одной знача­щей цифры.

Контрольные вопросы и задания

1. Сформулируйте цель работы.

2. Какое тело называют абсолютно твердым?

3. Что называется моментом инерции материальной точки тела, моментом инерции твердого тела?

4. Что такое колебание и какие колебания называют гар­моническими?

5. Дайте определение амплитуды, периода, частоты и фа­зы колебаний.

6. Какова связь между периодом и частотой колебаний?

7. От чего зависит момент инерции тела?

8. Сформулируйте теорему Штейнера.

9. Что характеризуют величины ΔT, Δm, Δd_д, как их можно определить?

СХЕМА ЗАПИСИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Все результаты измерений заносятся в таблицы:

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература

1. Трофимова, Т.И. Курс физики (учебное пособие для технических специальностей ВУЗов) / Т.И. Трофимова. - М.: Издательский центр «Академия», 2007, 2008. - 560 с.

Дополнительная литература

2. Савельев, И.В. Курс общей физики Т.1 / И.В. Савель­ев.-М., 1978.-480 с.

3. Курс лекций по общей физике. Ч.1 / А.С. Тайлашев, Л.А. Теплякова, Н.М. Кормин, Н.А. Конева.; под ред. Н.А. Коне­вой. - Томск : ТГАСУ, 1999. - 180 с.

Сивухин, Я.В. Общий курс физики. Т.1 / Я.В. Сивухин. - М. : Наука, главная редакция Ф-МЛ, 1975. - 519 с

.

Лабораторная работа № 8

СЛОЖЕНИЕ ВЗАИМНО-ПЕРПЕНДИКУЛЯРНЫХ КОЛЕБАНИЙ