Порядок выполнения работы

Часть 1. Проведение измерений

1. Ознакомьтесь с измерительными приборами, используемыми в данной работе: штангенциркулем и секундомером. Определите значения приборной погрешности штангенциркуля (x) и секундомера (); результаты запишите в таблицу 1.

2. Ознакомьтесь с установкой, на которой будете выполнять лабораторную работу. Значение массы добавочного груза m запишите в таблицу 1.

Таблица 1

Приборные погрешности		Масса добавочного груза m, кг
штангенциркуля x, м	секундомера , с

Измерьте штангенциркулем диаметры махового колеса и добавочного груза с точностью, которую обеспечивает штангенциркуль. Результаты измерений занесите в таблицу 2.

Таблица 2

Номер измерения	1	2	3	4	5	Средние значения
Диаметр махового колеса D, м						Dср 
Диаметр добавочного груза d, м						dср 
Время десяти полных колебаний t, с						tср 
Период колебаний T, с						Tср 
Момент инерции махового колеса I, кгм2						Iср  IТ 

4.Отклонив колесо с добавочным грузом на малый угол, удовлетворяющий соотношению (9), отсчитайте времяt десяти полных колебаний. Результаты измерений занесите в таблицу 2.

5. Повторите измерения по пп. 3 4 пять раз. Результаты измерений занесите в таблицу 2.

Часть 2. Обработка результатов измерений

Внимание!При проведении вычислений по пунктам 6  8 сохраняйте несколько значащих цифр после запятой.Округлениеитогового выражения для момента инерции махового колеса проводитсятолько после вычисления ошибки измерений(см. пункт 9).

6. Вычислите значения периода колебаний махового колеса для всех пяти случаев.

7. Вычислите средние значения диаметров и махового колеса D_cpиd_ср добавочного груза, периода колебанийТ_ср, а затем, используя эти данные и формулу (15), рассчитайте, чему равно среднее значение момента инерции махового колесаI_ср. В вычислениях принятьg 9,81 м/с².

8. Используя полученные значения D_cpиd_ср, а также значение массы добавочного грузаm, по формуле (16) рассчитайте теоретическое значение момента инерции махового колесаI_Т.

Результаты расчетов по пп. 6 8 занесите в таблицу 2.

9. Поскольку в эксперименте непосредственно измеряются лишь D,dиt, а величина момента инерции определяется косвенным образом из расчетов по формуле (15), для вычисления ошибки измеренияIнеобходимо пользоваться формулами для расчета ошибок косвенных измерений. Окончательный результат должен быть записан в виде

I  I_cp ± I, (17)

где Iабсолютная ошибка измерения момента инерции махового колеса.

В данной работе основную роль в возникновении ошибки определения момента инерции играет случайная ошибка измерения периода колебаний; случайными же погрешностями измерения диаметров махового колеса и добавочного груза, а такжеприборными ошибками штангенциркуля и секундомера можно пренебречь. В этом случае ошибка измерения момента инерции махового колеса вычисляется, как среднеквадратичная ошибка:

(I)²     . (18)

(Подробнее о методах расчета ошибок измерения физических величин см. методические указания [3] из списка рекомендуемой литературы).

Используя формулу (15), получим, что

I   T. (19)

Таким образом, вычисление Iв данной работе сводится к определению случайной ошибки измерения периода колебанийT:

T  , (20)

где   коэффициент Стьюдента, значения которого можно найти в таблице, имеющейся в лаборатории (таблица приведена также в методических указаниях [3]). Величину доверительной вероятности при выборе коэффициента Стьюдента по этой таблице примите равной 0,95.

10. Результат вычислений Iокруглите до первой значащей цифры, после чего округлите полученные ранее (см. таблицу 2) значенияI_сриI_Тдо того же разряда, что иI.

Запишите окончательный численный результат в виде

I  I_cp±I, (21)

I_Т ……

Обратите внимание на правильность записи единиц измерения, в которых выражены полученные значения момента инерции махового колеса.