Порядок виконання роботи

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

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

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

4. Зняти всі чотири тягарці m₁ і повторити експеримент для того ж самого шляху h. Оскільки в цьому випадку ми не будемо розраховувати похибки, то результати вимірювання часу t' можна записати під таблицею.

Обчислення середніх значень

1. Обчислити середнє значення часу t та t', моменту 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_0е: J = J' + J_0е, звідки експериментальне значення величини моменту інерції чотирьох тягарців J_0е = J - J'. З іншого боку, якщо розглядати тягарці як матеріальні точки, то теоретичне значення їх моменту інерції J_0т = 4m₁R² , де R – відстань від осі обертання до центра тяжіння тягарців масами m_1.

2. Обчислити теоретичне значення моменту інерції тягарців J_0т та порівняти його з експериментальним.

Таблиця 1.

Результати вимірювань та вихідні дані для розрахунків

Номер виміру	t	t	(t)2
1	.......	.......	…….
2	.......	.......	.......
3	.......	.......	.......
4	.......	.......	.......
5	.......	.......	.......
	<t> = .......	—	= ......

Прийнята довірча імовірність  = 0,95 ;

h = ..... ; m = .....  ..... ; m₁ = .....  ..... ; r = .....  ..... ; R = ..... ;

коефіцієнт Стьюдента t_, = ... , коефіцієнт Стьюдента t_,5 = ...

t'₁=.....; t'₂=.....; t'₃=.....; t'₄=.....; t'₅=..... <t'> = .......

Обчислення похибок прямих вимірювань

1. Використовуючи дані з додатку 1, заповнити таблицю2.

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

3. Обчислити границі довірчих похибок вимірювання h і t, а також відносні похибки. За приклад розрахунку похибок вимірювань взяти розрахунки з лабораторної роботи № 1.

4. Результати вимірювання h і t записати в стандартній формі (див. додаток 3).

Обчислення похибок непрямого вимірювання

Використовуючи формулу для обчислення відносної похибки непрямого вимірювання моменту інерції J маятника, обчислити границю відносної та абсолютної довірчої похибки.

Таблиця 2.

Вихідні дані для обчислення інструментальних

та похибок відліку прямих вимірювань.

Кіль-кість вимірів	Величина прямого вимірю- вання	Засоби вимірю- вання	Межа допусти-мої основної похибки приладу	Межа допусти-мої основної похибки відліку
5	Висота h	Лінійка з ціною поділки 1 см	h = .....	h =…
5	Час t і t'	Секун-домір	t = .....	t = .....