
- •Физика.
- •Содержание
- •Измерение физических величин и математическая обработка результатов измерений Понятие об измерении
- •Классификация измерений
- •Классификация погрешностей
- •Систематические погрешности, оценка их величины
- •Случайные погрешности прямых измерений
- •Суммирование погрешностей
- •Правила округления погрешности и результата измерения
- •Погрешности косвенных измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение ускорения силы тяжестипри свободном падении тела
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение ускорения свободного падения при помощи оборотного физического и математического маятников
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки.
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение момента инерции твердого тела при помощи крутильного маятника
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Определение момента инерции тел с помощью маятника Максвелла
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Изучение законов вращательного движения с помощью маятника Обербека
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение средней длинны свободного пробега и эффективного диаметра молекул воздуха
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение коэффициента внутреннего трения жидкости методом падающего шарика (метод Стокса)
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Определение показателя адиабаты газа
- •Краткая теория
- •Устройство экспериментальной установки и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение изменения энтропии
- •Краткая теория
- •Устройство экспериментальной установки и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки.
Общий вид универсального маятника представлен на рисунке 3.4.
На
основании 1 закреплена колонка 2, на
которой зафиксирован верхний кронштейн
3 и нижний кронштейн 4 с фотоэлектрическим
датчиком 5.
После отвинчивания воротка 9 верхний кронштейн можно поворачивать вокруг колонки.
С одной стороны кронштейна 3 находится математический маятник 6, с другой на вмонтированных вкладышах – оборотный маятник 7.
Длину математического маятника можно регулировать при помощи воротка 8, а ее величину можно определить при помощи шкалы на колонке 2.
Оборотный маятник выполнен в виде стального стержня, на котором фиксированы два повернутые друг к другу лезвиями ножа и два подвижных груза.
Нижний кронштейн вместе с фотоэлектрическим датчиком можно перемещать вдоль колонки и фиксировать в произвольно выбранном положении.
Порядок выполнения работы
Определение ускорения свободного падения при помощи математического маятника
1. Нижний кронштейн вместе с фотоэлектрическим датчиком установить в нижней части колонки, обращая внимание на то, чтобы верхняя грань кронштейна показывала на шкале длину не менее 50 см. Затянуть вороток, фиксируя фотоэлектрический датчик в выбранном положении.
2. Поворачивая верхний кронштейн, поместить над датчиком математический маятник, установив предварительно его длину.
3. Включить миллисекундомер нажатием кнопки «СЕТЬ».
4. Вывести математический маятник из положения равновесия на 4-6, отпустить его и нажать на кнопку «СБРОС».
5. После подсчета 10-20 колебаний нажать клавишу «СТОП». Записать время tи количество колебанийn.
6. По шкале прибора определить длину lмаятника.
7. Повторить измерения для 5-7 различных длин маятника, для каждой фиксированной длины измерения провести по 3 раза.
8. Полученные данные занести в соответствующее количество (5-7) таблиц, аналогичных таблице 3..1
Таблица 3.1 –Длина маятникаl = ________ (м)
N – число колебаний |
t, (с) |
T=t/N, (c) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определение ускорения свободного падения при помощи оборотного маятника
1. Повернуть верхний кронштейн на 180.
2. Зафиксировать подвижные грузы на стержне согласно рисунку 3.3. несимметрично, таким образом, чтобы один из них находился вблизи конца стержня, а другой – вблизи его середины.
3. Закрепить маятник на верхнем кронштейне на ноже, находящемся вблизи конца стержня.
4. Нижний кронштейн вместе с фотоэлектрическим датчиком переместить таким образом, чтобы стержень маятника пересекал оптическую ось.
5.
Определить время t10-20 полных колебаний оборотного маятника
и определить период.
6. Снять
маятник и закрепить его на втором ноже.
Проделать аналогичные измерения и
определить период
.
7. Сравнить Т(l2) с величинойТ(l1).
8. Если
,
то второй нож переместить в направлении
груза, находящегося в конце стержня, а
если
- то в направлении середины стержня.
9. Повторно измерить периоды Т(l1) и T(l2) и сравнить их между собой.
10. Изменить положение
второго ножа до момента получения
равенства
с точностью до 0,5%, т.е. до выполнения
неравенства
или
.
Полученное
значение периода
называется периодом оборотного маятника.
11. Определить условную длину (l1+l2) оборотного маятника, которая понимается как расстояние между ножами, подсчитывая количество меток на стержне между ножами, которые нанесены через каждые 10 мм.
12. Полученные результаты занести в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 (l1+l2) = _______ (м)
№ опыта |
1 |
2 |
3 |
4 |
n1 |
|
|
|
|
t1 |
|
|
|
|
T1=t1/ n1 |
|
|
|
|
n2 |
|
|
|
|
t2 |
|
|
|
|
T2=t2/n2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
gi |
|
|
|
|
При совпадении Т1 и Т2 с точностью до 0,5–1,0% можно считать, что Т1=Т2=Т и принять эту величину за период колебаний оборотного маятника.