7

3. Описание экспериментальной установки.

Общий вид установки представлен на рис.1.

Рис.1. Общий вид экспериментальной установки.

Основание, на котором подвешен маятник Максвелла 1, оснащено тремя регулирующими винтами, что позволяет выравнивать прибор. К основанию прикреплены три поддерживающих стержня и линейка 2 длиной 1 м с миллиметровой шкалой. С помощью юстировочного винта в верхней части поддерживающего устройства 3 ось колеса маятника устанавливается в горизонтальном положении. Нить, намотанная на ось колеса, при движении маятника вниз сматывается. Нижняя часть установки оснащена световым датчиком и счетчиком времени 4, которые можно перемещать вдоль поддерживающего стержня и метрической линейки и закреплять в нужном положении. Отсчет пройденного колесом расстояния производится по миллиметровой шкале линейки

8

и соответствует положению оси вращения в момент фиксации времени падения. Система снабжена автоматическим переключающим устройством 3, кнопку которого используют для запуска движения маятника и одновременного начала отсчета времени движения при выставленном расстоянии. Это же устройство отключает счетчик времени в момент пересечения осью вращения колеса светового луча датчика. В начальный момент времени положение маятника фиксируется в верхней точке, при этом автоматический переключатель отключен.

4. Порядок выполнения работы.

Лабораторную работу следует проводить строго соблюдая правила техники безопасности и охраны труда, установленные на рабочем месте студента в лаборатории.

Перед началом работы необходимо провести выравнивание прибора.

4.1. Измерения с использованием автоматического счетчика времени.

Рис 3. Схема подключения

светового датчика Lb.1. Нижний кронштейн прибора зафиксировать в крайнем нижнем положении. На ось

колеса намотать нить подвеса и зафиксировать ее.

9

2.Проверить, находится ли нижняя грань колеса на нуле метрической линейки. В противном случае с помощью регулировочного винта верхнего поддерживающего устройства отрегулировать высоту и положение оси колеса маятника в начальном горизонтальном положении.

3.Нити должны быть намотаны на ось колеса равномерно виток к витку. Длина нитей должна быть такой, чтобы после опускания колеса, его край находился на 2 мм ниже оптической оси нижнего светового датчика. Постоянно корректируйте установку колеса, обращая внимание на параллельность его оси основанию прибора.

4.Проверьте порядок подключения автоматического счетчика времени. Автоматическое переключающее устройство должно быть связано со световым датчиком и счетчиком времени согласно электрической схеме рис.2.

Рис.2. Электрическая схема переключающего устройства.

5.Изменяя положение нижнего кронштейна с прикрепленным световым датчиком и счетчиком времени, установите его на начальном расстоянии S от нулевой отметки метрической шкалы.

10

6.Маятник Максвелла до начала движения фиксируется в крайнем верхнем положении. После освобождения кнопки переключающего устройства, маятник приходит в движение. Одновременно включается счетчик времени, который останавливается в момент пересечения осью колеса светового луча. Снимите показания времени движения маятника t. Повторите измерения времени t с одним значением S не менее 5 раз, рассчитайте среднее время движения <t>. Значения пройденного расстояния S и среднего времени <t> занесите в таблицу 2.

7.Изменяя расстояния S, проведите серию измерений времени движения колеса t. Число выбранных расстояний S должно быть не менее 7. Результаты измерений S и

<t> занесите в таблицу 3.

4.2.Измерение с использованием секундомера.

1.Отрегулируйте горизонтальное положение оси колеса маятника Максвелла в свободном состоянии при помощи регулировочного винта на стержне штатива.

2.В начальном свободном положении нижний флажок должен касаться оси колеса снизу.

3.Намотайте нити на ось колеса аккуратно, виток к витку, намотка должна быть направлена внутрь, а плотность намотки – одинаковая по обеим сторонам.

4.По окончании намотки, поместите маятник на ось держателя. Для этого введите острие штока в отверстие на ободе колеса, при этом верхний флажок должен касаться оси колеса сверху.

5.Нажмите кнопку размыкателя на оси штока. Одновременно запустите секундомер. Маятник начнет движение, секундомер – отсчет времени. Отключите секундомер, когда колесо маятника коснется нижнего флажка.