Экспериментальная часть

Приборы и оборудование: маятник Максвелла и принадлежности к нему (набор съёмных колец, штангенциркуль).

Экспериментальная установка

Для наблюдения за движением маятника применяется установка, показанная на рис. 10.2. На вертикальной стойке (1) укреплены два кронштейна. На верхнем подвижном кронштейне (2) расположены электромагнит (3), фотоэлектрический датчик (4) и вороток (5), позволяющий регулировать длину нити подвеса маятника. Момент инерции маятника изменяют с помощью съёмных колец (6). В верхнем положении маятник с кольцом удерживается электромагнитом, время его движения между крайними точками измеряется секундомером.

Порядок выполнения работы

1. С помощью регулируемых по высоте ножек установите стойку прибора в вертикальное положение и, регулируя воротком длину нити, добейтесь горизонтального положения оси маятника (при проведении опытов следите, чтобы положение оси оставалось горизонтальным). Включите в электрическую сеть вилку кабеля питания. Включите прибор в сеть, нажав кнопку “сеть”

2. На обод маховичка наденьте съёмное кольцо. Выпишите массы: - масса оси, - масса маховичка, - масса съемного кольца, указанные непосредственно на них. Сумму масс , выраженную в кг, занести в таблицу 10.1.

3. Измерьте высоту расположения нижней грани маятника с кольцом в крайней нижней точке.

4. Тщательно, виток к витку, наматывайте на стержень нити подвеса до достижения крайнего верхнего положения. Зафиксируйте положение маятника электромагнитом, кнопка “пуск” должна быть отжата.

5. Измерьте высоту расположения нижней грани маятника с кольцом в верхнем положении. Пройденный маятником путь при его опускании составит . Запишите значение в таблицу по форме 10.1.

6. Измерьте диаметр оси маятника штангенциркулем, определите радиус оси и занесите его значение, выраженное в метрах, в таблицу по форме 10.1.

7. Одновременно с нажатием кнопки “пуск” (выкл. электромагнит) включить секундомер. Остановить отсчет времени по достижении маятником крайнего нижнего положения. Записать результат измерения в таблицу 10.1, повторить опыт с первым кольцом по п.п. 4-7 4-5 раз для накопления статистики.

8. Рассчитать среднее арифметическое значение . Запишите значение в таблицу.

9. Вычислите по формуле (10.10) момент инерции маятника . Проведите расчет погрешности измерения.

10. Измерьте радиусы , , , ; где , , , - внутренний радиус оси, внешний радиус оси, радиус маховичка, радиус съёмного кольца соответственно.

11. Рассчитайте теоретическое значение момента инерции маятника.

12. Сравните теоретическое и экспериментальное значение момента инерции маятника.

13. Поменяйте съемное кольцо на другое и выполните действия по пунктам 2-10.

14. Сделайте выводы по работе.

Форма 10.1

	№ п/пп	r, м	кг	h, м	t, с	tср, с	Iэкс, кгм2	Iср, кгм2	r, м	Iтеор, кгм2
Кольцо 1	1
	2
	3
Кольцо 2	4
	5
	6
Кольцо 3	7
	8
	9