5.1.1. Определение g с помощью математического маятника
1. Подключить фотодатчик к блоку при помощи кабеля. Вилку с маркировкой "Ф" вставить в розетку фотодатчика.
2. Произвести регулировку положения основания при помощи регулировочных опор, используя для визуального наблюдения в качестве отвеса математический маятник.
3. Снять физический (оборотный) маятник с верхнего кронштейна. Установить нижний кронштейн с фотодатчиком в крайнее нижнее положение шкалы так, чтобы плоскость кронштейна, окрашенная в синий цвет, совпала с одной из рисок шкалы.
4. Установить верхний кронштейн таким образом, чтобы шарик 9 математического маятника оказался в рабочей зоне фотодатчика. При помощи устройства 10 добиться такого положения шарика, при котором его центральная риска будет совпадать по высоте с риской на фотодатчике.
5. По шкале вертикальной стойки определить длину математического маятника l.
6. Нажать кнопку "СЕТЬ" блока. При этом должно включиться табло индикации.
7. Отвести рукой шарик математического маятника на угол = и отпустить его.
8. Нажать кнопку "ПУСК" на блоке и убедиться, что он регистрирует число (левое табло) и время (правое табло) колебаний маятника. Нажать кнопку "СТОП" на блоке и убедиться, что отсчет времени и количества периодов колебаний прекращается в момент окончания очередного периода колебаний. Нажать кнопку "СБРОС" на блоке.
9. Привести математический маятник в колебательное движение, отклонив металлический шарик на угол = , после чего нажать кнопку "ПУСК" на блоке. По показанию таймера определить значение времени (t) 60 колебаний маятника, нажав кнопку "СТОП".
10. Передвигая вверх кронштейн с фотодатчиком на 20 мм и 40 мм от начального положения, при помощи устройства 10 добиться такого положения шарика, при котором его центральная риска будет совпадать по высоте с риской на фотодатчике. Повторить эксперимент два раза.
11. Результаты измерений занести в табл. 1.
Табл. 1
№ опыта | длина маятника l, м | время колебаний t, с |
5.1.2. Определение g с помощью оборотного маятника
1. Укрепить призматическую опору 12 на расстоянии около 120 мм от конца стержня 11 физического (оборотного) маятника и два груза 13 в положениях, обозначенных на рис. 3.
2. Подвесить оборотный маятник на одной из призматических опор. Повернуть верхний кронштейн на 180 градусов так, чтобы стержень маятника находился в рабочей зоне фотодатчика.
3. Нажать кнопку "СБРОС" на блоке. Отклонив маятник на угол , нажать кнопку "ПУСК" на блоке и без толчка отпустить маятник. По показанию таймера определить значение времени () 30 колебаний маятника.
4. Повернуть маятник и подвесить его на другой призматической опоре.
5. Нажать кнопку "СБРОС" на блоке. Отклонив маятник на угол , нажать кнопку "ПУСК" на блоке и без толчка отпустить маятник. По показанию таймера определить значение времени () 30 колебаний маятника.
6. Перемещением призматических опор и грузов на стержне добиться совпадения и с точностью примерно 0,5 %.
7. Определить расстояние между призматическими опорами при помощи линейки.
5.2. Определение периодов собственных колебаний и положения центра масс физического маятника
1. Установить грузы 13 в произвольном положении на стержне 11 физического (оборотного) маятника (см. рис. 3).
2. Определить время колебаний оборотного маятника и в соответствии с с изложенной выше методикой (сначала на одной призматической опоре, затем перевернув его).
3. Занести данные в табл. 2.
4. Измерить расстояние L между призматическими опорами при помощи металлической линейки.
Табл. 2
Время колебаний | , с | , с |