Краткое описание прибора

Общий вид универсального мятника FRM-04 представлен на рис.3.

Рис. 3.

Основание 1 оснащено регулирующими ножками 2, которыми выравнивается прибор. В основании закреплена колонка 3, на которой зафиксированы верхний 4 и нижний кронштейны 5.

После отвинчивания воротка 11 верхний кронштейн можно поворачивать вокруг колонки. Затяжение воротка 11 фиксирует кронштейн в любом произвольно выбранном положении.

С одной стороны кронштейна 4 находится математический маятник 7, с другой, на вмонтированных вкладышах, оборотный маятник 8. Длину математического маятника можно регулировать при помощи воротка 9, а его величину определить при помощи шкалы на колонке 3.

Оборотный маятник выполнен в виде стального стержня, на котором зафиксированы два повернутых друг к другу лезвиями ножа (призмы) 12 и две ролики (грузы) 13. На стержне через 10мм выполнены кольцевые нарезки, служащие для точного определения длины оборотного маятника (расстояния между ножами). Ножи и ролики можно перемещать вдоль стержня и фиксировать в любом положении. Эти элементы выполнены таким образом, что их размер вдоль стрежня является кратным 10мм, а фиксирующие воротки размещены таким образом, чтобы при помощи кольцевых нарезок можно было их наглухо блокировать.

Порядок выполнения эксперимента

Задание 1. Определение ускорения силы тяжести математическим маятником

1. Вращая вороток на верхнем кронштейне, установить длину математического маятника.

2. Ввести математический маятник в движение, отклоняя шарик на 4-5⁰ от положения покоя.

3. Включить секундомер.

4. После подсчета измерителем около 10 полных колебаний маятника выключить секундомер.

5. По формуле определить период колебаний математического маятника, гдеп - количество измеренных полных колебаний, t-продолжительность колебаний в секундах. На шкале прибора замерить длину l маятника.

6. Повторить измерения 3 раза.

7. По формуле (3) определить ускорение силы тяжести g.

8. Вычислить среднее значения , найти абсолютные погрешности отдельных измерений, а так же их суммы, гдеn- число измерений.

9. Вычислить период колебаний Т, и абсолютную погрешность по формулам ,. Результаты измерений и вычислений записать в табл.1.

№	l, м	, м	n	T, с	Т, с	, с	g, м/с2	g, м/с2
1 2 3 ср

Задание 2. Определение ускорения силы тяжести оборотным маятником

1.Повернуть верхний кронштейн на 180⁰.

2.Зафиксировать ролики на стержне несимметрично таким образом, чтобы один из них находился вблизи конца стержня, а другой- вблизи его середины.

3.Ножи маятника закрепить по обеим сторонам так, чтобы лезвия были обращены друг к другу. Один из них поместить вблизи свободного конца стержня, а второй на середине расстояния между рамками.

4.Проверить, отвечают ли грани лезвий ножей нарезкам на стержне.

5.Закрепить маятник на вкладыше верхнего кронштейна на ноже, находящемся вблизи конца стержня.

6.Нижний кронштейн переместить таким образом, чтобы стержень маятника пересекал оптическую ось.

7.Отклонить маятник на 4-5⁰ от положения равновесия и отпустить

8.Включить секундомер.

9.После подсчета измерителем примерно десяти колебаний остановить секундомер.

10.По формуле определить период колебаний оборотного маятника. Опыт повторить еще три раза, по полученным данным вычислить среднее значениеТ₁ периода колебаний.

11.Снять маятник и закрепить его на втором ноже.

12..Отклонить маятник на 4-5⁰ от положения равновесия, замерить диапазон Т. Опыт повторить еще три раза, по полученным результатам вычислить среднее значение периода колебаний Т₂. Сравнить полученный результат с полученной ранее величиной Т₁.

13.Если Т₁Т₂ , то второй нож переместить в направлении ролика, находящегося нва конце стержня, если Т₁Т₂ -то в направлении середины стержня. Положение роликов и первого ножа не менять.

14.Повторно измерить период Т₁ и сравнить с величиной Т₂.

15.Изменить положение второго ножа до момента получения равновесия

Т₁ Т₂ с точностью до 0,5%.

16.Определить приведенную длину l₀ оборотного маятника, подсчитывая количество нарезок на стержне между ножками, которые нанесены через каждые 10мм.

17.По формуле (5) определить ускорение силы тяжести g. Значение ускорения силы тяжести берется из полученных результатов эксперимента при Т₁ =Т₂ , считая, .

18.Результаты измерений и вычислений записать в таблицу 2.

№
1
2
3
Ср.