Описание установки

Фотография экспериментальной установки приведена на рисунке 4. Штатив 1 закреплен на основании 2. Регистратор движения 3 монтируют в верхней части штатива с помощью зажима 4. На валу регистратора закреплен шкив 5.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Рис.4. Внешний вид экспериментальной установки “машина Атвуда”

Держатели грузов 6 вместе с грузами 7 привязаны к нити 8, которая пропущена через паз в шкиве 5. На грузах 7 размещают шайбы перегрузки по 1 г. При движении грузов с нитью вращается вал регистратора движения, и электронный блок управления 9 (“Cobra 3”) преобразует угол поворота вала в величину перемещения грузов. Одновременно блок “Cobra 3” обеспечивает измерение времени движения тел. Информация о времени и перемещении передается в компьютер (на рисунке не показан).

Экспериментальная часть Подготовка к проведению эксперимента

1. Проверьте соответствие экспериментального стенда рисунку 4.

2. Проконтролируйте, чтобы вал регистратора движения 3 был горизонтален, а плоскость шкива 5 вертикальна и параллельна висящей нити. Связанные нитью грузы должны иметь возможность свободно перемещаться на желаемое расстояние.

3. Убедитесь, что масса каждого груза вместе с держателем составляет 30 г. (масса держателя равна 10 г, на каждом держателе должны находиться два груза по 10г.)

4. Включите компьютер, войдите в систему под логином «Student» и запустите программу «Measure». В меню «Прибор» выберите «Кобра 3 Перемещение/Вращение».

5. В появившемся на экране монитора диалоговом окне установите показанные на рис.5 регулировки.

Рис. 5. Окно настройки измерений

6. Проведите эксперимент по проверке калибровки установки по перемещению и определите погрешность измерения перемещения. Для этого:

1. зафиксируйте один из держателей 6 на полу или на лабораторном столе; измерьте с помощью рулетки расстояние от другого держателя до пола или до лабораторного стола (максимально возможное перемещение груза);

2. положите на левый относительно шкива держатель пять перегрузков по 1г (движение вала против часовой стрелки соответствует положительному знаку перемещения);

3. зафиксируйте и удерживайте меньший по массе груз в стартовом положении;

4. убедившись, что груз с большей массой висит неподвижно, нажмите кнопку «Далее» в окне на рис.5, затем отпустите груз меньшей массы;

5. по окончанию движения¹ на экране монитора автоматически появятся графики зависимостей перемещения и скорости от времени;

6. определите момент времени, соответствующий излому на графике ;

7. по графику найдите величину перемещения для этого времени (для более точного определения перемещения нажмите кнопку «Таблица» на панели инструментов и найдите необходимую информацию в появившейся таблице);

8. повторите пункты 6.3- 6.7 еще два раза и определите погрешность определения перемещения , сравнивая результаты измерения, полученные в пунктах 6.1 и 6.7.

7. Погрешность измерения времени определяется частотой проведения измерений и равна .

8. Нажмите кнопку, обозначенную красным кружком на панели инструментов. В появившемся окне настройки измерений (рис.5) уберите галочки в окошках и задайте «Конец измерения» «нажатием клавиши». В этом режиме для окончания измерений необходимо нажать левую кнопку мышки до того, как держатель с грузами коснется пола.