Хід роботи

1. Виміряти лінійкою довжину стержня 2 від місця кріплення до індикатора. Оцінити похибку l₀.

2. Виміряти ширину і товщину стержня штангенциркулем не менше як у трьох місцях. Оцінити похибки вимірювань h₀ і b₀.

3. Шкалу індикатора 5 встановити в нульове положення. Навантажити шальку 3 тягарцем 4. Визначити величину деформації . Оцінити похибку ₀. Дослід повторити не менше трьох разів, знімаючи і кладучи на шальку те саме навантаження.

4. Знайти середні значення величин b, h,  і за допомогою формули (4) обчислити модуль Юнга. Оцінити відносну похибку цієї величини за формулою (5).

5. Записати кінцевий результат .

(5)

Таблиця 1

l = , l₀ = , F = , F₀ = , b₀ = , h₀ = ,₀ = .

№ п.п.	b	h	
CI
1
2
3
ср.

Контрольні запитання

1. Що називається деформацією тіла? Які види деформацій властиві речовині у твердому, рідкому і газоподібному станах?

2. Яка природа сил пружності?

3. Яка деформація називається пружною? Пластичною? Нарисуйте і поясніть діаграму розтягу.

4. Сформулюйте закон Гука для деформацій розтягу і стиску.

5. В чому полягає фізичний зміст модуля Юнга?

Лабораторна робота №4

Визначення прискорення вільного падіння за допомогою оборотного маятника

Мета роботи: визначити прискорення вільного падіння.

Теоретичні відомості і опис установки

Оборотний маятник – частковий випадок фізичного маятника. Фізичним маятником може бути будь-яке тіло, що обертається навколо осі, яка не проходить через центр мас. Рівноважним положенням маятника є таке положення, при якому вісь обертання О і центр мас С знаходяться на одній вертикалі, при цьому центр мас розміщений нижче осі обертання (рис. 1). Період коливання маятника

(1)

де g – прискорення вільного падіння, L – зведена довжина фізичного маятника.

(2)

(I – момент інерції маятника відносно осі обертання O, m – маса маятника, l – відстань від осі обертання до центра мас).

Точку О (рис.1), навколо якої коливаєтеся маятник, називають центром обертання. Точка К, що лежить на лінії ОС і віддалена від точки О на зведену довжину L маятника, називають центром коливань. Якщо такий маятник буде здійснювати коливання навколо осі, що проходить через точку К, то період коливань буде рівний періоду коливань навколо осі, що проходить через точку О. Тому точки К і О називають спряженими. Маятник, який може коливатись відносно двох спряжених точок, називається оборотним.

Якщо маятник оборотний, тобто , то

(3)

Формулу (3) використовуємо для визначення прискорення вільного падіння.

Відносна похибка обчислюється за формулою:

(4)

Основою експериментальної установки являється оборотний маятник (рис. 2). На стержні маятника розміщені дві опорні призми А і Б, які своїми ребрами можуть опиратись на верхній кронштейн установки, а маятник – здійснювати гармонічні коливання навколо горизонтальної осі, що співпадає з ребром призми. Призми закріплені на стержні гвинтами і їх положення можна змінювати. На стержні маятника розміщені також вантажі-сочевиці 1 та 2.