IV.Порядок выполнения работы

Задание I. Определение g с помощью математического маятника.

I. Рассчитать минимальную длину маятника a_min, начиная с которой момент инерции можно рассчитывать по приближенной формуле , пренебрегая слагаемым .

Приборные погрешности в данной работе дают относительную погрешность результата ε_приб =0,01 (т.е. 1%), поэтому достаточно потребовать, чтобы

т.е. была на порядок меньше, чем ε_приб (d - диаметр шарика, измерить штангенциркулем).

Если а>a_min, то погрешность пренебрежительно мала и мятник можно считать математическим.

2. Выбрать два значения а₁ > а_min и а₂ > а_min так, чтобы разность (а₁ – а₂) была максимальной. Выбор а₁ – а₂ согласовать с преподавателем.

3. Установить нижний кронштейн вместе с фотоэлектрическим датчиком в нижней части колонки так, чтобы черта на корпусе датчика соответствовала выбранному а₁ на шкале колонки. Затянуть вороток, фиксируя датчик в избранном положении.

4. Поворачивая верхний кронштейн, поместить над датчиком математический маятник.

5. Вращая вороток на верхнем кронштейне, установить длину математического маятника так, чтобы черта на шарике была продолжением черты на корпусе фотоэлектрического датчика.

6. Нажать переключатель "Сеть", проверяя, все ли индикаторы измерителя показывают цифру нуль и горит ли лампочка датчика.

7. Привести математический маятник в движение, отклонив шарик на 4-5° от положения равновесия.

8. Нажать кнопку "Сброс".

9. После подсчета измерителем 9 периодов нажать клавишу "Стоп". Снять показании прибора (п - число периодов и t₁- время колебаний).

10. Измерения t₁ повторить 3 -5 раз при одинаковом числе п колебаний.

11. Переместить нижний кронштейн в положение, соответствующее выбранной длине а₂.

12. Установить длину а_2,, вращая вороток на верхнем кронштейне.

13. Провести измерения t₂ по п.п. 7 - 10.

Задание 2. Определение g с помощью оборотного маятника.

1. Повернуть верхний кронштейн на 180°.

2. Зафиксировать ролики несимметрично таким образом, чтобы один из них находился вблизи конца стержня (4-5см от конца), а другой - вблизи его середины.

3. Ножи маятника закрепить по обеим сторонам центра тяжести системы, полученной по вышеуказанному способу таким образом, чтобы они были обращены лезвиями друг к другу. Один из них поместить вблизи свободного конца стержня (4 - 5см от конца), а второй - вблизи середины расстояния между роликами.

4. Проверить, отвечают ли грани лезвий ножей нарезкам на стержне.

5. Закрепить маятник на вкладыше верхнего кронштейна на крайнем ноже.

6. Нижний кронштейн с датчиком переместить таким образом, чтобы стержень маятника пересекал оптическую ось.

7. Отклонить маятник на 4-5° от положения равновесия и отпустить.

8. Нажать клавишу "Сброс".

9. После подсчета измерителем 9 полных колебаний нажать кнопку "Стоп". Записать t₂.

ВНИМАНИЕ! Если время 10 колебаний t₂ >13,5 с или t₂ <12,0 с то необходимо изменить приведенную длину маятника, немного переместив верхний ролик.

10. Добившись выполнения условия 12,0 с ≤ t₂ ≤ 13,5 с, повторить измерение времени t₂ не менее 3-5 раз. Найти (t₂)_ср и период Т₂, оборотного физического маятника.

11. Рассчитать приведенную длину L, используя формулу (3) и полагая g= 10м/с².

12. Поместить второй нож на расстоянии L _расч. от первого.

13. Снять маятник и, перевернув, закрепить его на втором ноже.

14. Нижний кронштейн с фотоэлектрическим датчиком переместить так, чтобы маятник пересекал оптическую ось.

I5. Отклонить маятник на 4-5° от положения равновесия измерить период Т и сравнить результат с ранее полученной величиной Т₂: если Т > Т₂, то второй нож надо переместить в направлении ролика, находящегося ни конце; если же Т < Т₂ – в направлении середины стержня.

16. Повторно измерить Т и сравнить с Т₂. Изменять положение второго ножа до момента получения равенства Т = Т₂ с точностью до 0,5%, т.е. .