5. Обработка результатов измерений

5.1. Определение момента инерции маятника Максвелла.

1. Вычислить среднее значение времени движения маятника и занести в табл. 3.

2. Вычислить среднюю квадратичную ошибку в измерении времени движения маятника

(12)

5.1.3. Вычислить абсолютную случайную ошибку

 t_сл = 2,1 S. (13)

5.1.4. Вычислить полную абсолютную ошибку

 t =  t_сл +  t_приб . (14)

5.1.5. Вычислить относительную ошибку

, (15)

все вычисленные величины поместить в табл. 3.

5.1.6. По формуле (10) вычислить момент инерции маятника, подставляя в качестве его среднее значение.

7. Вычислить относительную ошибку момента инерции маятника

, (16)

где  m ,  rо,  h1 - приборные погрешности соответственных величин, t – полная абсолютная погрешность времени движения; m - суммарная масса маятника, вычисленная по формуле (11).

5.1.8. По полученному значению _J рассчитать величину абсолютной ошибки J в определении момента инерции

J = _J·J = . (17)

Округлить J до одной значащей цифры, а значения J до разряда абсолютной ошибки.

5.1.9. Окончательный результат записать в виде

J =J   J = (  ) кг  м² . (18)

5.2. Определение убыли механической энергии при движении маятника Максвелла.

5.2.1. Формула (9) выражает долю механической энергии, потерянной за пять колебаний маятника Максвелла; за одно колебание доля будет в пять раз меньше:

. (18)

6. Комплекты вопросов для защиты работы

I КОМПЛЕКТ

1. Основной закон динамики поступательного движения.

2. По данным табл. 2 рассчитать значения моментов инерции оси, диска и кольца. Сравнить их сумму с экспериментальным значением J.

3. Как изменяются импульс и осевой момент импульса маятника Максвелла в нижней точке его движения? Объясните причины.

II КОМПЛЕКТ

1. Основной закон динамики вращательного движения.

2. Закон сохранения полной энергии для маятника Максвелла.

3. Найти линейную и угловую скорости маятника в нижней точке.

III КОМПЛЕКТ

1. Момент инерции твердого тела (определение). От чего зависит его величина?

2. Найти отношение кинетической энергии поступательного движения к кинетической энергии вращательного движения для данного маятника Максвелла.

3. Как меняются линейное и угловое ускорения за период движения маятника Максвелла?

IV КОМПЛЕКТ

1. Импульс и осевой момент импульса твердого тела.

2. Оценить натяжение нитей при прохождении маятником нижней точки (продолжительность “удара” в ней принять равной t0,05c).

3. Как изменится время движения маятника, если радиус его оси увеличить в два раза?

V КОМПЛЕКТ

1. Кинетическая энергия поступательного и вращательного движения твердого тела.

2. Расчет момента инерции диска радиусом R, массой m относительно оси, проходящей через центр перпендикулярно его плоскости.

3. Какие силы и моменты сил действуют на маятник Максвелла при его движении? Как они изменяются за период?

VI КОМПЛЕКТ

1. Расчет момента инерции кольца радиусом R, массой m относительно оси, проходящей через центр перпендикулярно его плоскости.

2. Получить формулу (10), исходя из закона сохранения механической энергии. (Учесть, что для маятника Максвелла Е_к^вр >>Е_к^пост).

3. На каком участке движения маятника, верхнем или нижнем, потери механической энергии больше? Объяснить причины.

Литература

1. Савельев, И.В. Курс общей физики / И.В. Савельев.-М.: Астрель; АСТ. Кн.1: Механика, 2001.

Автор описания ст. преподаватель Б.Л Афанасьев.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 9 - М

ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО И ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЙ НА МАШИНЕ АТВУДА