20. Порядок выполнения работы.

1. Получите у лаборанта груз и штангенциркуль. Прикрепите груз к нити – см. рисунок 3.1.

2. Измерьте штангенциркулем радиус барабана R, результат запишите в таблицу 3.1.

3. Измерьте штангенциркулем высоту любой привески d– см. рисунок 3.2. Результат запишите в таблицу 3.1. Туда же запишите массу привески (она указана на привеске).

Таблица 3.1. Параметры экспериментальной установки

Параметр	Обозначение	Единицы измерения	Значение
Масса привески	m1	г
Высота привески	d	см
Радиус барабана	R	см

4. Закрепите одну из привесок на расстоянии примерно 3 см от барабана. Штангенциркулем измерьте расстояние Sи запишите его в таблицу 3.2.

5. Закрепите остальные три привески на том же самомрасстоянии от барабана. Для этого надо, чтобы у всех привесок было одно и то же значение расстоянияS.

6. Вращая маятник за один из его стержней, поднимите груз на высоту примерно 70 – 100 см от пола, измерьте линейкой эту высоту и запишите результат в таблицу 3.2. Обратите внимание: высота подъёма груза h– это расстояние междунижнейточкой груза и полом.

7. Плавно, без толчка отпустите стержень, предоставив грузу опускаться вниз, а маятнику вращаться. Одновременно включите секундомер.

8. В момент падения груза на пол остановите секундомер и запишите его показание в таблицу 3.2.

Таблица 3.2. Зависимость углового ускорения от момента инерции привесокI_п

Номер опыта	S	r	Iп	h	t	a			(Iп)	(E)
	см	см	гм2	м	с	м/c2	рад/c2	c2	гм2	c2
1
2
3
4
5
6

9. Проделайте пункты 3.6 – 3.8 ещё пять раз. Перед этим следует каждый раз отодвигать все привески от оси примерно на 2 см, измерять расстояние Sи записывать значениеSв таблицу 3.2. Все привески всегда должны быть наодном и том жерасстоянии от оси!

10. Определите для каждого из опытов расстояние rмежду центром каждой привески и осью вращения. Для этого воспользуйтесь формулой

. (3.1)

Результаты запишите в таблицу 3.2.

1. Заполните остальные столбцы таблицы 3.2. Значения момента инерции привесок I_пследует считать по формуле (2.8), значения ускоренийaи – по формулам (2.7) и (2.5). Как оценить погрешности измерений(I_п) и(E), написано в пункте 4.

2. На основании данных таблицы 3.2 постройте график экспериментальной зависимости величины Eот момента инерции привесокI_п.

• Выделите для графика не менее половины страницы.

• Выберите подходящий масштаб, имея в виду, что по горизонтальной оси (оси абсцисс) надо откладывать значения I_п, а по вертикальной оси (оси ординат) – значенияE. В качестве начала координат следует выбрать точку (0; 0).

• Нанесите на график экспериментальные точки в виде не закрашенных кружочков диаметром примерно 2 мм.

• Нанесите на график планки погрешностей. Это значит, что надо от каждой экспериментальной точки отложить влево и вправо отрезок длиной (I_п), а затем отложить вверх и вниз отрезок длиной(E).

• Проведите по линейке экспериментальную прямую – так, чтобы она пересекла планки погрешностей всех экспериментальных точек и при этом прошла наиболее близко ко всем точкам. Линию следует продолжить до пересечения с осью ординат (вдоль этой оси откладывается I_п). Образец показан на рисунке 3.1.

13. Определите параметры экспериментальной прямой линии kиc.

Значение cравно ординате точки пересечения экспериментальной прямой с осью ординат (точка1). Для примера, показанного на рисунке 4.1, получается:c= 0,08 с².

Для нахождения значения kотметьте на прямой ещё одну точку (точку 2). Её надо выбрать справа от всех экспериментальных точек, в любом удобном месте. А затем, используя координаты точек 1 и 2, определитеk. Для примера на рисунке 3.1 получается:

.

Графики можно строить, используя современные компьютерные программы. Например, график на рисунке 3.1 построен с помощью EXCEL. Программа сама провела по точкам экспериментальную линию (линию тренда) и выдала её уравнение: y= 0,0216x+ 0,0811. Из этого уравнения видно, что.

1. Определите по формулам (2.15) значение суммарного момента силM, действующего на маятник, и значение момента инерцииI₀основной части маятника.

2. Сформулируйте выводы.