Ход выполнения работы
1. Прочитать а) «Физические основы механики» С.О. Хайкин § 89,92,94. б) «Механика и теория относительности» А.Н. Матвеев § 32-34. в) ещё раз данную инструкцию к работе.
2. Штангенциркулем измерить диаметры оси ( ), диска ( ), колец ( ) и нити ( ).
3. Установить высоту и отрегулировать для этой высоты длину нитей маятника Максвелла.
Записать эту высоту. Следует
учесть, что время срабатывания (запуск
и остановка) счетчика времени соответствует
высоте (
)
большей
на половину диаметра окошка фотодиода
см. рис. 2.
Это происходит потому, что «запуск» происходит от первого фотона попавшего на фотодиод (верхн. часть рис.), а останавливается после прохождения последнего (нижн. часть рис.).
4. Произвести замер времени падения маятника 5-7 раз для каждого кольца и записать в виде таблицы. Определить значение среднего времени падения маятника
(19)
где
- число измерений;
- значение времени, полученное в
-том
замере,
- среднее значение времени падения
маятника.
5. По формуле (8) определить момент инерции маятника Максвелла с разными накладными кольцами.
6. Определить рабочую погрешность измерений согласно формуле (9).
7. По формулам (15) или (17) провести проверку закона сохранения энергии.
Результаты работы должны быть оформлены в виде отсчета.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Какое движение твердого тела называется плоским?
Как расположена в твердом теле ось движущаяся поступательно?
Докажите, что для оси движущейся поступательно, и проходящей через центр масс, сумма моментов сил инерции относительно этой оси равна нулю.
Получите расчётную формулу для момента инерции кольца, диска.
Сформулировать закон сохранения энергия для вращательного движения.
Рис. 1. Общий вид маятника Максвелла.
1 – основание прибора. 2 – регулируемые ножки. 3 – колонка. 4 – неподвижный верхний кронштейн. 5 – подвижный нижний кронштейн. 6 – электромагнит. 7 – фотоэлектрический датчик. 8 – вороток для регулировки и крепления нити. 9 – фотоэлектрический датчик 10 – диск. 11 – ось. 12 – оконное кольцо. 13 – указатель высоты. 14 – миллисекундомер.
ЛИТЕРАТУРА
1. Хайкин С.Э. «Физические основы механики». Учебн. пособие для университетов. – М.; Физматгиз, 1978 - 772 с.
2. Матвеев А.П. Механика и теория относительности. Учебное пособие для физ. спец. вузов - 2-е издание перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1936 - 320 с.