Задания на проведение работы

На данной экспериментальной установке студенты могут выполнить задачи 2.1, 2.2, 2.3. Опытным путем определяются: момент инерции маятника Максвелла, моменты инерции элементов маятника Максвелла, средняя сила натяжения нити подвеса в момент «рывка».

Вариант задания определяет преподаватель для каждого студента индивидуально.

Ниже подробно приводится порядок выполнения работы в задании 2.1. Для всех остальных заданий студенты должны предварительно продумать, какие дополнительные измерения им необходимо провести, а также заголовки и структуру дополнительных таблиц (если они необходимы); самостоятельно вывести соотношение для оценки погрешности измерений. При выводе соотношений для оценки погрешности пользоваться материалом п. 3 теоретического введения.

Порядок выполнения работы в заданиях

1. Выписать данные спецификации измерительных приборов.

2. Закрепить кронштейн 3; по метке на кронштейне установить расстояние h, которое пройдет маятник Максвелла до пересечения оптической оси фотодатчика.

3. Нажать клавишу СЕТЬ. При этом должна загореться лампочка фотодатчика и цифровые индикаторы миллисекундомера. Одновременно замыкается цепь электромагнита.

4. Вращая маятник, зафиксировать его в верхнем положении при помощи электромагнита. При этом необходимо следить за тем, чтобы нити наматывались на вал виток к витку в направлении к диску. В верхнем положении нижний край съемного кольца должен оказаться на уровне нулевого деления миллиметровой шкалы. Нажать клавишу СБРОС; цифровые индикаторы должны показать нули.

5. Нажать клавишу ПУСК. При этом цепь электромагнита размыкается, маятник начинает раскручиваться и двигаться вниз. Начинается счет времени движения.

6. Сразу же после полного колебания (спуск-подъем) остановить маятник и вновь зафиксировать его в верхнем положении с помощью электромагнита. Записать в таблицу показание миллисекундомера.

7. Измерить микрометром диаметр вала маятника d₀.

8. Пункты 4-7 повторить не менее пяти раз.

Данные установки и таблицы результатов измерений

Масса вала m_в= , масса диска m_д= , масса кольца m_к= . Массы измерены с одинаковой погрешностью m= . Диаметры кольца: внутренний d₁= , внешний d₂= . Диаметры измерены с погрешностью d= . Ускорение свободного падения g= , g= ; маятник проходит расстояние h= , h= .

Таблица 10.1

№	, мк	d0, мм
1 2 3 4 5
Среднее значение

Обработка результатов измерений

1. Провести статистическую обработку результатов прямых измерений. Вычислить .

2. Рассчитать момент инерции маятника Максвелла по формуле (10.5).

3. Убедиться, что относительные погрешности измерения _m, _g и _h значительно меньше относительных погрешностей измерения _ и _d0. Рассчитать косвенную погрешность измерения момента инерции I_экспер по формуле

.

4. По формулам (10.6), (10.8)- (10.10) рассчитать значение I_теор.

5. Убедиться, что _m значительно меньше _d1, и _d2, а m_Д « m_К. Рассчитать погрешность I_теоор по формуле

6. Записать результаты измерений с учетом погрешности измерений и с указанием на доверительную вероятность, проанализировать полученные результаты.