2.2. Экспериментальная установка

Для определения коэффициента трения используется установка ФПМ-02, общий вид которой приведен на рис. 5.

Рис. 5

Она состоит из следующих частей:

1. Регулируемые опоры, позволяющие обеспечить вертикальность первоначальной установки плоскости колебаний маятника.

2. Электронный блок с секундомером и счетчиком числа колебаний.

3. Клавиша включения электронного блока.

4. Индикатор счетчика числа колебаний маятника.

5. Индикатор электронного секундомера.

6. Клавиша обнуления индикаторов.

7. Клавиша остановки счетчика и секундомера (STOP).

8. Осветитель.

9. Шарик маятника.

10. Фотоэлемент, фиксирующий момент прохождения маятником положения равновесия.

11. Стержень, скрепленный с шариком. В момент прохождения маятником положения равновесия стержень перекрывает световой поток, падающий от осветителя на фотоэлемент.

12. Пластина, по которой катится шарик маятника.

13. Нить маятника.

14. Шкала углов  отклонения маятника.

15. Регулировочный винт для изменения длины нити.

16. Механизм установки угла  наклона плоскости колебаний маятника.

2.3. Порядок выполнения работы на установке фпм-02

Выполнение работы на установке ФПМ-02

Задание 1.Измерение коэффициента трения.

1. С помощью регулировочных винтов установите наклонную плос­кость вертикально. При этом нить маятника занимает вертикаль­ное положение и устанавливается напротив отметки 0 на шкале 14 (см. рис. 5) углов . Шарик почти касается пластины 12 наклонной плоскости.

2. Включить электронный блок и дать ему прогреться в течение трех минут.

3. Вращая рукоятку механизма 16, установить наклонную плоскость под углом =30.

4. Отвести маятник от положения равновесия на угол = 6–10и подсчитать число колебаний, совершенных маятником до момента, когда амплитуда колебаний уменьшится по сравнению с первоначальным значением на₁=2.

5. Записать результат в табл. 1.

Таблица1

		1	n1	1	2	n2	2	3	n3	3	<>
30		2			3			4
45
60

6. Повторить действия, изложенные в пп. 4, 5, начиная с того же угла , для ₂=3и₃=4.

7. Повторить действия, изложенные в пп. 4, 5, 6 для углов наклона плоскости=45 и=60.

8. Используя формулу (11), рассчитать коэффициенты трения для каждого случая и записать их в табл. 1.

9. По данным табл.1 рассчитать по формуле

средние для каждого угла значения коэффициента трения <> и записать в табл.1.

Задание 2. Определение зависимости условного периодаT от угланаклона плоскости колебаний.

1. Вращая рукоятку механизма 16, установить наклонную плоскость под углом =30.

2. Выбрать первоначальное значение угла отклонения маятника в интервале 6–10(это значение будет одинаковым для всех опытов в пределах данного задания).

3. Отвести маятник на выбранный угол и отпустить его, запуская колебания.

4. Наблюдая за счетчиком числа колебаний 2, нажать клавишу 7 «STOP» на электронном блоке в момент, когда показание счетчика станет равным 9. Секундомер остановится тогда, когда счетчик покажет 10 колебаний.

5. Остановить маятник. Разделив время, которое показывает индикатор секундомера, на число 10, записать его в табл.2 в качестве значения периода Tдля данного угланаклона плоскости.

Таблица2

	30	35	40	45	50	55	60
T
T2
1/cos

6. Нажать клавишу 6 обнуления индикаторов электронного блока.

7. Повторить пп.3-6 для углов =35; 40; 45; 50; 55; 60.

8. По данным табл.2 построить график зависимости T=f(1/cos).