О писание экспериментальной установки

Рис. 9.2

Крутильный маятник состоит из двух взаимно перпендикулярных стержней. Вертикальный стержень с двух сторон жестко соединён с упругой вертикальной нитью, модуль кручения которой нужно определить.

На горизонтальном стержне, кроме дисков Д имеются цилиндры С, положение которых можно менять, передвигая их вдоль стержня. Изменение положений цилиндров С относительно оси вращения крутильного маятника приводит к изменению момента инерции всей системы. К центру горизонтального стержня прикреплён указатель К₁, при помощи которого можно измерять углы поворота крутильного маятника. Указатель К₁ перемещается по шкале Ш₁, проградуированной в градусах (рис.9.2).

Математический маятник представляет собой маятник известной массы m, подвешенный на лёгком стержне длиной l. С шариком скреплён указатель К₂, перемещающийся по вертикальной шкале Ш₂. Шкала Ш₂ разделена на градусы, по ней определяются углы отклонения шарика от положения равновесия и .

Крутильный и математический маятники расположены так, чтобы выведенный из положения равновесия шарик ударялся о диск крутильного маятника в момент, когда скорость шарика направлена горизонтально.

Порядок выполнения работы

1. Проверить, что указатели углов К₁ и К₂ находятся на нулевом делении.

2. Цилиндры С разместить вплотную к дискам Д₁ и Д₂ и закрепить их.

3. Отклонить математический маятник на угол в диапазоне 15° – 20° и отпустить его. Сразу же после удара о диск Д₂ отвести горизонтальный стержень крутильного маятника в сторону для того, чтобы диск Д₂ не мешал шарику совершать свободные колебания. По шкале Ш₂ измерить амплитудное значение угла . Опыт повторяют пять раз с одним и тем же значением .

4. Отклонить шарик математического маятника на тот же угол . Сразу же после удара о диск Д₂ поймать шарик и удерживать его в этом положении. По шкале Ш₁ измеряют максимальные углы отклонения j крутильного маятника вправо и влево от положения равновесия ( и ). Опыт повторяют пять раз. Результаты измерений занести в табл.9.1.

……. Таблица 9.1

№ п/п						t	T0	Ii
	град.			град.	рад	с
1
2
3
4
5

I_ср=………..

5. Лёгким толчком по диску Д₂ привести крутильный маятник в движение. Измерить по секундомеру время десяти полных качаний маятника и вычислить период собственных колебаний T₀ = t_i/10.

6. Для каждого из пяти значений и по формуле (9.8) рассчитать значение момента инерции I_i. Значение момента инерции усреднить.

7. По среднему значению момента инерции I_ср, пользуясь формулой (9.4), определить модуль кручения нити k.

8. Цилиндры С переместить вплотную к вертикальному стержню крутильного маятника. Повторить п.п. 2-7. Данные занести в таблицу, аналогичную табл. 9.1.

9. Подсчитать погрешность полученных значений моментов инерции как погрешность прямых изменений. Погрешность измерения модуля кручения подсчитать по правилам оценки погрешности косвенных измерений.