VI. Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з установкою, вимірювальними приладами. За допомогою ручки, зв’язаної з малим диском, надають платформі коливного обертового руху. Перевіряють, чи виконується умова (6.17).

2. Перевіряють умову малості кутової амплітуди (5⁰-6⁰) по незалежності періоду коливань від ₀. Для цього вимірюють час (t₁) 20 повних коливань, визначають період T₁=t₁/20 для деякого ₁. Далі амплітуду зменшують приблизно в 2 рази (₂) і знаходять період Т₂. Якщо Т₁=Т₂, можна проводити вимірювання при кутах   ₁. У випадку Т₁Т₂, амплітуду необхідно знову зменшити вдвоє і повторити вимірювання до тих пір, доки значення попереднього і наступного періодів не співпадатимуть в межах точності експерименту.

3. Вимірюють висоту z₀, радіуси R і r. Розраховують за формулою (6.9) константу k.

4. Вимірюють час 50 повних коливань пустої платформи 5 разів. Визначають період T₀=t/50

5. В центрі платформи один на другий кладуть два однакові циліндри, маси яких знаходять з допомогою терезів на початку експерименту. Знаходять час 50 повних коливань навантаженої платформи, повторивши виміри 5 разів. Визначають період T₁.

6. Симетрично по відношенню до центра платформи розміщують циліндри на певній відстані. Відстань між центрами циліндрів вимірюють штангенциркулем. Визначають період T₂ аналогічно п.4 і п.5. Результати вимірювань заносять в таблицю.

7. Результати прямих вимірів часів t₀, t₁, t₂ обробити за схемою №1. Оцінити похибку вимірювань маси циліндрів.

8. За формулами (6.13) та (6.14) визначити моменти інерції циліндрів.

9. Обчислити похибки величин Т₀, Т₁, Т₂ та J_ц.о., J_ц. за схемами №1 і №4 відповідно; оцінити малість втрат коливної енергії, перевіривши виконання умови (6.17).

10. Перевірити справедливість теореми Гюйгенса-Штейнера.

11. Одержані з експерименту значення J_ц.о. та J_ц. зіставити з розрахованими за формулами (6.15) та (6.16) значеннями.

12. Результати вимірювань і обчислень звести в таблицю. Кінцевий результат представити у вигляді:

13. Провести аналіз одержаних результатів, зробити висновки про узгодженість експериментальних даних з теоретичними розрахунками, про виконання теореми Гюйгенса-Штейнера.

VII. Питання для контролю і самоконтролю

1. Дати означення моменту імпульсу та моменту сили. Який фізичний зміст цих величин?

2. Показати зв'язок моменту імпульсу з моментом сили.

3. Чому при проведенні експерименту коливання підвісу повинні відбуватися з малими кутами відхилення від рівноваги?

4. Які сили виникають, як вони змінюються і як направлені в процесі коливання трифілярного підвісу?

5. Дати означення моменту інерції твердого тіла відносно деякої осі. Чи зміниться момент інерції того самого тіла, якщо змінити положення осі обертання у просторі?

6. Чи зміниться період коливань, якщо два важки перемістити з центру на краї платформи по діаметру? Якщо покласти їх один на одний на краю платформи?

7. При якій умові можна знехтувати втратами на тертя у коливній системі?

8. Як експериментально визначити (оцінити) повну енергію коливної системи?; трифілярного підвісу?

9. Вивести формулу для обчислення похибки вимірювання моментів інерції за схемою №4 (для непрямих вимірювань).

Лабораторна робота № 7