Порядок виконання роботи

1. Перевірити роботу маятника Обербека, зробивши декілька пробних запусків установки. Звернути увагу на вільність обертання шківа та опускання тягарця масою m, а також на збалансованість маятника. При необхідності відрегулювати установку (можливо за допомогою лаборанта).

2. Вибрати певну довжину шляху h руху тягарця масою m, яка буде однаковою для всіх вимірювань.

3. Намотати нитку на шків так, щоб нижня частина тягарця знаходилась на рівні початку відліку шляху (висоти) руху тягарця. Відпустити тягарець масою m і одночасно увімкнути секундомір. Зробити 5 вимірювань. Записати в таблицю 1 значення t_і.

4. Зняти всі чотири тягарці масою m₁ і повторити експеримент для того ж самого шляху h. Результати вимірювання часу t' можна записати під таблицею 1.

5. Обчислити середні значення моментів інерції маятника з тягарцями <J> і маятника без тягарців <J'> за робочою формулою (5). Для моделі абсолютно твердого тіла, яка використовується для розгляду обертального руху тіла, при обчисленні моментів інерції використовується адитивність (незалежне складання) моментів інерції всіх матеріальних точок тіла або, таким чином, будь-яких його частин. Тому момент інерції маятника Обербека <J> дорівнює сумі моментів інерції маятника без тягарців <J'> і моментів інерції самих тягарців J_е: <J> = <J'> + J_е.

Звідки експериментальне значення моменту інерції чотирьох тягарців:

J_е = <J> – <J'>.

З іншого боку, якщо розглядати тягарці як матеріальні точки, то теоретичне значення їх моменту інерції:

J_т = 4m₁R²,

де R – відстань від осі обертання до центру тяжіння тягарців масами m₁.

Таблиця 1

Результати вимірювань та вихідні дані для розрахунку похибок

Номер досліду	ti, с	ti, c	(ti)2, c2
1
2
3
4
5
–	<t>=	–	=

h = ,

t'₁= , t'₂= , t'₃= , t'₄= , t'₅= , <t'> =

m =

m₁ =

r =

R =

Прийнята довірча ймовірність  = 0.95,

коефіцієнт Стьюдента t_0.95;5 = 2.8.

Таблиця 2

Характеристики засобів вимірювання

Кількість вимірю-вань	Фізична величина, що вимірюється	Засоби вимірювання	Границя допустимої основної похибки приладу	Границя похибки відліку
1	Висота h	Лінійка з ціною поділки 1см	h =	vh =
5	Час t	Секундомір	t =	vt =

Обчислення похибок прямих вимірювань

1. Використовуючи дані з додатків, заповнити таблицю 2.

2. Обчислити випадкові відхилення від середнього значення <t>, їх квадрати і суму квадратів. Результати записати в таблицю 1.

3. Обчислити абсолютні та відносні похибки вимірювань величин h і t. Результати прямих вимірювань величин h і t записати в стандартній формі:

, ;

, .