3 Порядок выполнения и требования к оформлению результатов

3.1 Перед занятием необходимо законспектировать следующий теоретический материал:

- для неинженерных специальностей: /1/ С.39-41, 88-91, 96-99;

- для инженерных специальностей: /2/ С.46-51, 255-261; /3/  С. 168-172, 181-185, 190-197.

Занести в конспект методику выполнения работы, необходимые таблицы и формулы (разделы 2, 3).

3.2 Установить чечевицу 2 на нулевое деление шкалы 1 (x= 0).

3.3 Подвесить маятник в опорных канавках 4 на кронштейне, на ребре Впризмы 7.

3.4 Отклонить маятник от вертикали на 45, одновременно отпустить маятник и включить секундомер. Измерить времяz= 10 полных колебаний маятника и вычислить период колебаний относительно ребраB:T_В=t_В/z. Результат занести в таблицу 2.

3.5 Снять маятник и установить его на призму 3.

3.6 Отклонить маятник от вертикали на угол 45, одновременно отпустить маятник и включить секундомер.

Измерить время z= 10 полных колебаний маятника и вычислить период колебаний относительно ребраАпо формулеT_А=t_А/z.

3.7 Установить подвижную чечевицу 2 на положения x= 2; 4; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18см, передвигая ее по стержню.

Для каждого значения xопределить периоды колебанияT_АиT_В.

3.8 На миллиметровой бумаге построить график зависимости T_Аотx, на этой же координатной плоскости построить график зависимостиT_Вотx(рисунок 3). Графики пересекутся в некоторой точке с координатамиD(x₀;T₀).

Поскольку точка Dявляется общей для обоих графиков, то при значенииx₀периоды колебаний в обоих случаях получаются примерно одинаковымиT_АT_В=T₀.

3.9 Проверить равенство периодов экспериментально. Для этого установить подвижную чечевицу 2 в положение x₀и еще раз определить значения временt_Аиt_Вприz=10 колебаниях. Сравнить периодыT_А=t_А/zиT_В=t_В/z.

Рисунок 3 Графики зависимостей T_АиT_Вот расстояниях

3.10 Если выполняется условие T_АT_В, тогда по формуле (10) найти значение ускорения свободного падения телg.

3.11 Вычислить относительную погрешность величины gпо формуле

, (24)

Здесь в качестве Tследует взять инструментальную погрешностьT_инссекундомера. Для ее расчета учтем, что

, (25)

значит , а так как Δz=0, тоT_инс=. Подставляя (12), получим

T=T_инс=

(для секундомера t_инс=c / 2 ,c– цена деления).

3.12 Выразить абсолютную погрешность g =g_g. Окончательный результат эксперимента записать в выводах как

g =(g  g)м/с².

Таблица 1 Табличные и однократно измеренные величины

Обозначения физических величин
  	Lпр  Lпр,м	m  m,кг
3,14  0,005	0,725  0,001	10,0  0,05

Таблица 2 Экспериментальные и расчетные величины

Обозначения физических величин
Положение чечевицы 2,x,см	Число колебаний z	Относительно	оси А	Относительно	оси B
		Время колебаний tA	Период TA	Время колебаний tB	Период TВ
0
2
4
. . .					. . .
18

3.13 Определить положение центра масс Соборотного маятника. Для этого снять маятник с кронштейна, положить его на балансировочную призму и найти точку равновесия.

Линейкой измерить расстояния l₁иl₂от центра масс маятникаCдо реберAиBна опорных призмах 3 и 7.

3.14 Вычислить моменты инерции J_АиJ_Bотносительно реберАиВпо формулам

и, (26)

где m– общая масса оборотного маятника указана в таблице 1;

значения T_АиT_Визвестны для положенияx₀подвижной чечевицы :T_АT_В=T₀.

3.15 Определить относительные погрешности J_АиJ_B.Из (12) следует, что, например, дляJ_А

.

Упростим данную формулу, предположив, что относительные погрешности измерений длин равны: . Сравнив это выражение с формулой (11), заменим последние три слагаемые под знаком квадрата

,

в результате получим , или:

_.

3.16 Абсолютные погрешности рассчитать по формулам

J_A =J_A  _J , J_B =J_B  _J .

3.17 Окончательный результат определения моментов инерции представить в выводах в виде

J_A =J_A  J_A и J_B =J_B  J_B .