Порядок выполнения работы
Включить установку в сеть.
Убедиться, что к нити прикреплен только один груз.
Намотать нить на шкив 8, а второй конец с грузом перекинуть через диск 6. Груз поднять на высоту h. Нижний край груза должен совпадать с чертой на корпусе верхнего фотодатчика.
Нажать кнопку «пуск» и отпустить груз без толчка. При этом запускается миллисекундомер. Записать отсчет в таблицу 4.1.
Нажать кнопку «сброс» и проверить, произошло ли обнуление измерителя.
Повторить измерение пять раз, занося значения времени падения в таблицу 4.1.
Последовательно увеличивая массу падающего груза, повторить п.п. 3-6.
Таблица 4.1
№ измерения |
Груз 1 m (г) = |
Грузы 1,2 m (г) = |
Грузы 1,2, 3 m (г) = |
Грузы 1,2,3,4 m (г) = |
t1 |
|
|
|
|
t2 |
|
|
|
|
t3 |
|
|
|
|
t4 |
|
|
|
|
t5 |
|
|
|
|
tср |
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
Измерить высоту падения груза и длину стержня крестовины. Занести измеренные значения в таблицу 4.2. В эту же таблицу занести значения величин, указанные на установке.
Таблица 4.2
R |
|
m1 |
|
m2 |
|
I0 |
|
lc |
|
l |
|
h |
|
Вычислить среднее значение времени падения для каждой массы груза и занести в таблицу 4.1.
По формуле (4.4) рассчитать значение момента инерции при каждой массе падающего груза, используя среднее время падения, и занести в таблицу 4.1. Ускорение свободного падения для Санкт-Петербурга g = (9,82 ± 0,01) м/с2.
Рассчитать среднее значение момента инерции и оценить абсолютную и относительную погрешность его определения.
По формуле (4.5) вычислить теоретическое значение момента инерции маятника. Сравнить с экспериментально полученным.
По формуле
вычислить угловое ускорение для каждого
груза. Вычисленные значения занести в
таблицу 4.3.По формуле
вычислить значение вращающего момента
для каждой массы груза. Вычисленные
значения занести в таблицу 4.3.
Таблица 4.3
№ груза |
m, кг |
ε , рад/с |
М, Н·с |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
По данным таблицы 4.3 построить график зависимости углового ускорения от вращающего момента: ε = ε(М).
Сделать вывод, подтверждает ли характер зависимости углового ускорения от вращающего момента основной закон динамики вращательного движения. Определить возможные причины отклонения от теоретической зависимости.
Определить по графику среднее значение момента инерции маятника как котангенс угла наклона прямой к оси абсцисс.
Записать окончательные результаты работы: экспериментально полученное значение момента инерции с погрешностью, теоретическое значение момента инерции и величину момента инерции, вычисленную по графику зависимости ε = ε(М).