2. Порядок виконання роботи Перевірка залежності кутового прискорення від моменту сил за умови, що момент інерції маятника Обербека є сталою величиною

1 Значення мас тіл, що використовуються в лабораторній роботі, радіус шківа rвважаються відомими. Запишіть значенняm_A1,m_A2,rу табл.2.3.1 (тілоАскладається із двох частин масоюm_A1 таm_A2).

Таблиця2.3.1

mA1= <mA1> ±ΔmA1=

mA2= <mA2> ±ΔmA2=

r= <r> ±Δr=

2 Установіть тягарці, що знаходяться на спицях маятника, на однаковій відстані від осі обертання. Збалансуйте маятник за допомогою цих тягарців так, щоб він знаходився у стані байдужої рівноваги. Щоб упевнитися, що маятник збалансований, простежте за процесом зупинки маятника. Якщо швидкість обертання буде зменшуватися до нуля монотонно, то це означає, що маятник є збалансованим.

3 Перевірте електричне з’єднання секундоміра з верхнім (позиція 6, рис. 2.3.1) та нижнім столиком-вимикачем 8. Увімкніть секундомір.

4 Підвісьте тіло Амасоюm_A1 (без додаткового тягарця масоюm_A2) до нитки. Відрегулюйте довжину нитки за допомогою гвинта на тягарціАтак, щоб цей тягарець вимикав секундомір, торкаючись нижнього столика-вимикача 8 (рис.2.3.1) у момент повного розмотування нитки.

5 Підніміть тіло Адо верхнього столика вимикача 6 (рис.2.3.1). При цьому нитку потрібно навити на шків рівномірно.Зверніть увагу: навивати нитку на шків в усіх експериментах потрібно в одному й тому самому напрямку. Нитка повинна звисати з того боку шківа, щоб тіло А знаходилося над столиками-вимикачами 6, 8 (рис.2.3.1). Визначте висоту тілаАH₁відносно нижнього столика-вимикача (на рис.2.3.1 позначеноH), а також похибку цього вимірювання ΔH₁. Результат запишіть у табл.2.3.2.

Таблиця2.3.2

H1= <H1> ±ΔH1=
Номер досл. (і)	t1,с	h1, м	Δt1,с	Δh1, м
1
2
3
4
5
Сер.
M1zрез=  < M1zрез>  ± ΔM1zрез=
β1z=  <β1z>  ± Δβ1z=

6 Установіть верхній столик-вимикач так, як це показано на рис. 2.3.1. Установіть на секундомірі нульові значення часу. Для цього натисніть на кнопку “Сброс”. Відпустіть тілоА(швидкість його в момент проходження верхнього столика-вимикача повинна дорівнювати нулю). Визначте часt₁його падіння з висотиH₁, а також висоту його підйомуh₁відносно нижнього столика-вимикача (рис.2.3.1). У момент проходження верхнього столика відбувається вмикання секундоміра, в момент торкання нижнього столика-вимикача секундомір зупиняється. Дослід повторити п'ять разів, дані записати в табл.2.3.2.

7 Визначте середні значення < t₁>,, а також похибкита, використовуючи відповідні формули для прямих вимірювань. Результати запишіть у табл.2.3.2.

8 Використовуючи формулу (2.3.3), визначте середнє значення кутового прискорення, а також її похибку:

,. (2.3.10)

Результат запишіть у табл. 2.3.2.

9 Використовуючи формулу (2.3.7), визначте середнє значення результуючого моменту сил, а також його похибку:

,

(2.3.11)

де g= 9,81 м/с², Δg = 0,01 м/с². Результат запишіть у табл.2.3.2.

10 З’єднайте з тілом Амасоюm_A1додатковий тягарець масоюm_A2. Відрегулюйте довжину нитки за допомогою гвинта на тягарціАтак, щоб цей тягарець вимикав секундомір, торкаючись нижнього столика-вимикача 8 (рис.2.3.1) у момент повного розмотування нитки.

11 У табл. 2.3.3 запишіть такі дані: <H₂>= < H₁>, ΔH₂= ΔH₁. Висота підйому залишається такою самою, як і в попередніх експериментах.

12 Проведіть вимірювання часу падіння t₂та висоти підйомуh₂аналогічно, як це робилося в пункті 6. Запишіть результати п’яти вимірів величиниt₂таh₂у табл.2.3.3.

Таблиця2.3.3

H2= <H2> ±ΔH2=
Номер досл. (і)	t2,с	h2, м	Δt2,с	Δh2,м
1
2
3
4
5
Сер.
M2zрез= <M2zрез> ±ΔM2zрез=
β2z= <β2z> ±Δβ2z=

13 Вимкніть секундомір.

14 Визначте середні значення ,, а також похибкита, використовуючи відповідні формули для прямих вимірювань. Результати запишіть у табл.2.3.3.

15 Визначте середнє значення кутового прискорення та її похибки, використовуючи співвідношення, що аналогічні формулам (2.3.10). Результат запишіть у табл.2.3.3.

16 Визначте середнє значення результуючого моменту сил та його похибки, використовуючи формули, що аналогічні співвідношенням (2.3.11). Результат запишіть у табл.2.3.3.

17 Визначте відношення кутових прискорень, а також похибку цього відношення:

,

. (2.3.12)

Результат запишіть у вигляді

.

18 Визначте відношення результуючих моментів сил за формулою

,

а також відповідну похибку

. (2.3.13)

Результат запишіть у вигляді

.

19 Порівняйте відношення з(). Зробіть висновок: чи виконується основне рівняння динаміки обертального руху в експерименті?