![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Вводное занятие
- •1. Случайные и систематические погрешности. Меры погрешности
- •2. Оценка случайных погрешностей прямых многократных измерений
- •3. Математическая обработка результатов прямых многократных измерений
- •4. Оценка погрешностей прямого однократного измерения и косвенных измерений
- •5. Предварительная подготовка к выполнению лабораторных работ
- •6. Оформление протокола лабораторной работы
- •7. Построение графиков
- •8. Задание к вводному занятию
- •9. Контрольные вопросы к вводному занятию
- •Литература
- •Лабораторная работа № 1 измерение времени соударения упругих тел
- •1. Описание установки и эксперимента
- •2. Зависимость времени соударения от размера шаров
- •3. Задания
- •4. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 2 измерение начальной скорости пули с помощью баллистического маятника
- •1. Описание установки и эксперимента
- •2. Измерение скорости пули
- •3. Зависимость скорости пули от ее массы
- •4. Оценка стандартного отклонения величины
- •5. Задания
- •6. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 3 изучение вращательного движения маятника обербека
- •1. Описание установки и эксперимента
- •2. Зависимость углового ускорения маятника от массы ускоряющего груза
- •3. Измерение углового ускорения
- •4. Задания
- •5. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 4 определение момента инерции маятника обербека
- •1. Зависимость момента инерции маятника от расстояния грузов до оси вращения
- •2. Измерение момента инерции маятника
- •3. Оценка стандартного отклонения момента инерции
- •4. Задания
- •5. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 5 определение отношения теплоемкостей методом клемана и дезорма
- •1. Описание метода Клемана и Дезорма
- •2. Описание экспериментальной установки
- •3. Измерение
- •4. Оценка стандартного отклонения величины γ
- •5. Теоретическое значение
- •6. Задания
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 6 определение коэффициента внутреннего трения (вязкости) жидкости по методу стокса
- •1. Теория эксперимента
- •2. Задания
- •3. Описание эксперимента
- •4. Задание к работе
- •6 30092, Г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20
3. Измерение углового ускорения
Движение
маятника можно принять равноускоренным,
если считать, что момент силы трения
постоянен
и что нить нерастяжима и не проскальзывает
по шкиву. Используя известную формулу
для перемещения тела при равноускоренном
движении
,
(9)
с
учетом соотношения
,
получаем формулу для косвенного измерения
углового ускорения:
,
(10)
где
–
высота, с которой опускается груз;
– диаметр шкива, на который намотана
нить;
– время движения груза. Для расчетов
удобно представить (10) в виде:
,
(11)
где
.
Угловое
ускорение eрассчитывается
по формуле (11), т. е. по измеренному
времении заданному значению константы
.
В данном случае мы имеем косвенное
измерение. Оценка стандартного отклонения
производится согласно формуле (12)
вводного занятия:
.
Таким образом, получаем, что
. (12)
4. Задания
Произведите трехкратное измерение времени опускания четырёх грузов различных масс, с одинаковой высоты
при двух различных расстояниях
грузов
до оси крестовины. Расстояния
задаются преподавателем.
Вычислите значения
для всех измерений предыдущего пункта.
Вычислите оценки стандартных отклонений
только для двух значений
– наибольшего и наименьшего, при обоих расстояниях
.
Постройте зависимость от
при двух значениях
на одном и том же графике с учетом оценок стандартных отклонений. По полученным графикам сделайте оценки момента сил трения и момента инерции маятника Обербека.
Проверьте, используя оценку момента инерции
в п. 4, выполнение неравенства
, при котором справедлива линейная зависимость углового ускорения от массы
ускоряющего груза, для различных значений массы
из п. 1.
5. Контрольные вопросы
1. Что и как предстоит измерять в работе? Какая теоретическая зависимость проверяется? Какой вид имеет график этой теоретической зависимости?
2.
Как направлены векторы угловой скорости
и углового ускорения
в случае ускоренного движения в данной
работе?
3. Как Вы записываете уравнение динамики вращательного движения маятника в данной работе?
4. Как вычислить силу натяжения нити?
5.
Перечислите все допущения, при которых
получена линейная зависимость углового
ускорения
от массы
.
6. При каких условиях движение маятника можно считать равноускоренным?
7.
Как по графику линейной зависимости
(6)
от
оценить момент инерции маятника Обербека
и момент сил трения?
8.
Как в данной работе рассчитать оценку
стандартного отклонения величины
?
9.
Подтверждается ли линейная теоретическая
зависимость (6) углового ускорения от массы ускоряющего груза?
Литература
Савельев И. В. Курс общей физики. – М.: Астрель, 2001. – Кн. 1: Механика.
Савельев И. В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1989. – Т. 1, § 13, 16, 23, 25.
Трофимова Т. И. Курс физики. – М.: Академия, 2004.
Лабораторная работа № 4 определение момента инерции маятника обербека
Целью
работы является экспериментальное
исследование зависимости момента
инерции маятника Обербека от расстояния
между осью вращения и центром инерции
каждого из четырёх грузов маятника.
Теоретически эта зависимость легко
находится с использованием: 1) свойства
аддитивности момента инерции и 2) теоремы
Штейнера. Таким образом, при сравнении
экспериментально полученной зависимости
с теоретической фактически проверяется,
является ли момент инерции аддитивной
величиной и справедлива ли в данном
случае теорема Штейнера.
Описание установки – маятника Обербека – уже приводилось в описании лабораторной работы № 3.