Порядок выполнения работы в задании

1. Выписать данные спецификации измерительных приборов.

2. Закрепить одну из опорных призм на расстоянии 150 мм от конца стержня, другую – на расстоянии 40 мм от противоположного конца. Расстояние между ребрами призм при этом l₀=400 мм. Грузы В₁ и В₂ должны быть расположены так, как показано на рис. 6.3а. В дальнейшем положение призм и груза В₁, помеченного краской, не меняем.

3. В ключить установку, нажав клавишу СЕТЬ на лицевой панели миллисекундомера. При этом должны загореться лампочки цифровой индикации миллисекундомера и лампочка фотодатчика. Подвесить оборотный маятник на одной из опорных призм. Нажать клавишу СБРОС. При этом лампочки индикации должны показать нули. Закрепить груз В₂, помеченный краской, как можно ближе к соответствующей призме. Записать в табл. 12.1 расстояние y от ребра призмы до центра масс груза.

4. Вывести маятник из положения равновесия, отклонив его угол 4-6⁰, и отпустить. При первом прохождении маятником положения равновесия начинается отсчет времени и числа полных колебаний маятника.

5. Для прекращения счета времени нажать клавишу СТОП. Клавишу СТОП следует нажать в тот момент, когда счетчик числа колебаний покажет число N+1=11. В этом случае счет времени прекратится после N=10 полных колебаний. Записать время ^/ десяти полных колебаний маятника в табл. 12.1.

6. Перемещая груз, помеченный краской, вдоль стержня с шагом, равным расстоянию между проточками (10 мм), повторить пункты 4-5 столько раз, чтобы груз В₂, помеченный краской, прошел все возможные положения у от ближайшей к нему призмы до конца стержня (рис.12.3а). При этом значения у_min=40 мм, у_max=140 мм.

7. Снять оборотный маятник с кронштейна, перевернуть его и подвесить на кронштейн с помощью другой призмы. Повторить опыты 4-6. Записать в табл. 12.1 значения ^//.

8. Сравнить значения ^/ и ^//, выбрать такое положение груза с меткой у₀, чтобы ^/^//. Для этого положения пункты 4-5 повторить три раза.

Данные установки и таблицы результатов измерений

Расстояние между призмами (приведенная длина физического маятника) l₀=40 мм, l=1мм.

Таблица 12.1 Таблица 12.2

у, мм	/, с	//, с		у0, мм	, с
. . .

Примечание. В табл.12.1 предусмотреть достаточное число строк (см. п. 6 и 8).

Обработка результатов измерений

1. По данным таблицы 12.1 построить график зависимости ^/(у) и ^//(у) в одной системе координат. Выбор масштаба необходимо согласовать с преподавателем.

2. Определить значения ₀ и у₀ точки пересечения графиков. Значение у₀ дает то положение груза с зеленой меткой, при котором периоды колебаний в прямом и перевернутом положении маятника будут равны. При таком положении груза расстояние между ребрами опорных призм оказывается равным приведенной длине l₀ физического маятника.

3. Рассчитать период колебаний Т₀ по формуле Т₀=₀/N. Здесь N=10 – число колебаний.

4. По формуле (12.10) рассчитать ускорение свободного падения.

5. Провести статистическую обработку результатов трех измерений времени  при фиксированном значении у₀. Определить результирующую погрешность ₀.

6. По графику (у) определить погрешности графического (полученного из условия пересечения графиков) значения ₀.

Расчет погрешностей для значений физических величин, определяемых графическим путем, весьма сложен (см., например, п. 2.6 теоретического введения). В данной работе используется метод оценки погрешности ₀- метод с помощью двух «полос». Рассмотрим примерный вид графика (у) (рис.12.4). Каждая экспериментальная точка определена с погрешностью . Нанесем на график значения погрешности  с помощью вертикальных черточек. В результате вместо экспериментальных кривых мы получаем так называемые «полосы». Заштрихованная область пересечения этих полос дает возможность определения погрешности ₀. Как это делается, видно на рис. 12.4.

7. Рассчитать погрешность определения g по следующей формуле:

.

8. Записать окончательный результат с учетом погрешности и доверительной вероятности.