Обработка результатов измерений. Определить среднее значение времени падения маятника, используя значения времени измеренные по прибору

 

1. Определить среднее значение времени падения маятника, используя значения времени измеренные по прибору.

2. Вычислить общую массу маятника по формуле: (значения величин m ₀, m _д, m _к указаны на установке).

3. Вычислить теоретическое значение момента инерции маятника J _т по формуле (2).

4. Вычислить экспериментальное значение момента инерции маятника J _э по формуле (8).

1. Вычислить среднюю квадратичную погрешность для полученного экспериментально значения момента инерции.

1. Записать окончательный результат в форме .
2. Сравнить экспериментальное значение момента инерции маятника J_э с теоретическим значением J _т.

 

Контрольные вопросы

1. Что характеризует момент инерции тела?
2. От чего зависит величина момента инерции твердого тела?
3. По какой формуле определяется момент инерции дискретного твёрдого тела?
4. По какой формуле определяется момент инерции сплошного твёрдого тела?
5. Какой принцип действия маятника Максвелла?
6. Какие законы и соотношения использованы при выводе расчётной формулы для вычисления момента инерции маятника Максвелла.
7. Какие силы вызывают поступательное движение маятника?
8. В чём причина вращательного движения маятника?
9. По какой формуле определяется экспериментальное значение момента инерции маятника J _э?
10. По какой формуле определяется теоретическое значение момента инерции маятника J _т?
11. Как вычислить момент инерции оси маятника, момент инерции диска, момент инерции кольца, надетого на диск?

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

Справочные таблицы

Таблица 1.

Основные физические постоянные.

Физическая величина	Численное значение
Атомная единица массы (унифицированная)	1 у.а.е.м. = 1,660531(111)10-27 кг = 931,481(52) МэВ.
Заряд элементарный	е = 1,6021917(70)10-19 Кл.
Заряд удельный электрона	= 1,7588028(54)1011 Кл∙кг -1.
Масса покоя нейтрона	тп= 1,674920(11)10-27 кг, Мп = 1,00866520(10)а.е.м.
Масса покоя протона	тр= 1,672614(11)10-27 кг, Mр = 1,00727661(8) а.е.м.
Масса покоя электрона	те = 9,109558(54) 10-31 кг, Ме = 5,485930(34) 10-4 а.е.м.
Постоянная Планка	h = 6,626196(50)10-84 Дж∙с, h = 1,0545919(80)10-34 Дж∙с.
Постоянная Ридберга	R ' = 1,09737312(11) 107 м -1.
Скорость света в вакууме	с = 2,9979250(10) 108 м∙с -1.
Электрическая постоянная	e0 = 8,85∙10-12 Ф∙м -1.
Магнитная постоянная	μ0 = 4π∙10 - 7 Гн∙м -1.

 

Таблица 2

Множители, приставки для образования десятичных и кратных единиц

Множи-тель	Приставка	Множи-тель	Приставка
Наимено-вание	Обозна-чение	Наимено-вание	Обозна-чение
1012	Тера	Т	10-2	Санти	с
109	Гига	Г	10-3	Милли	м
106	Мега	М	10-6	Микро	мк
103	Кило	к	10-9	Нано	н
10-1	Деци	д	10-12	Пико	п

 

Таблица 3

Основные величины, их обозначения и единицы величин в СИ

 

Величина	Единица
Наименование	Размер­ность	Наименование	Обозначение
Междуна-род­ное	русское
Длина	L	метр	m	м
Время	Т	секунда	s	с
Масса	М	килограмм	kg	кг
Сила электрического тока	I	Ампер	А	А
Термодинамичес-кая температура	Θ	Кельвин	К	К
Количество вещества	N	моль	mol	моль
Сила света	J	канделла	cd	кд

 

 

Таблица 4

Производные единицы СИ, имеющие наименование

 

Величина	Единица
наименование	Обозначение	Выражение через основные единицы СИ
Частота	Герц	Гц	c -1
Сила	Ньютон	Н	м∙кг∙с-2
Давление	Паскаль	Па	м -1 кг∙с -2
Энергия, работа, количество теплоты	Джоуль	Дж	м 2 кг∙с -2
Мощность, поток энергии	Ватт	Вт	м 2 кг∙с - 3

 

Таблица 5

Моменты инерций однородных твердых тел правильной геометрической формы

Тело	Положения оси	Момент инерции
Полый тонкостенный цилиндр радиусом R	Ось симметрии
Сплошной цилиндр или диск радиуса R	То же
Прямой тонкий стержень длиной l	Ось перпендикулярна стержню и проходят через его середину
Прямой тонкий стержень длиной l	Ось перпендикулярна стержню и проходит через его конец
Шар радиусом R	Ось проходят через центр шара

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Штангенциркуль

Штангенциркуль предназначен для измерения длины до 150-500 мм, с точностью до 0.1 или 0.05 мм.

Штангенциркуль состоит из масштабной линейки – М с выступом А, называемым губкой, и подвижной рамки К, с другой губкой В. Рамка передвигается вдоль масштабной линейки, часть рамки снабжена нониусом.

Измеряемый объект зажимается между губками масштабной линейки и рамки.

Нуль масштабной линейки смещен на некоторое расстояние от плоскости губки А, на такое же расстояние смещен и нуль нониуса относительно плоскости губки В на рамке К. Таким образом, измеряемая длина предмета равна расстоянию между нулем масштабной линейки и нулем нониуса.

Снятие отсчета.