Порядок выполнения работы. 1. Внесите в таблицу данные о массе груза 5 и ускорении свободного падения для широты г

1. Внесите в таблицу данные о массе груза 5 и ускорении свободного падения для широты г. Пермь (написаны на приборе).

2.Установите грузы 4 на концы спиц, причем так, чтобы маятник находился в безразличном равновесии.

3. Наматывая нить на шкив, установите груз 5 так, чтобы основание груза совпало с указателем 6 (см. рис.2.4), (следите за тем, чтобы витки нити на шкив наматывались в один слой, а нить намоталась бы с внешней стороны маятника). В этом положении маятник придерживайте рукой за одну из спиц.

4. Измерьте время t₁падения груза 5 с установленной высоты до пола. Для чего отпустите маятник без толчка, включив одновременно секундомер. Опыт повторите не менее 7 раз. Результаты занесите в таблицу.

5. Передвиньте грузы 3 примерно на середину спиц и установите их так, чтобы маятник находился в безразличном равновесии.

По п. 4 измерьте время t₂ движения груза в этом случае. Результаты запишите в таблицу.

6. Измерьте диаметр шкива d и высоту падения груза h, оцените ошибкиDd иDh в измерении этих величин. Данные занесите в таблицу.

7. Вычислите < > и < > и по формуле

< I > = ,

вычислите среднее значение моментов инерции и (для того и другого расположения грузов 3).

8. Определите абсолютную и относительную погрешности в определении момента инерции (только для или только для , так как погрешности будут приблизительно одинаковыми).

Для чего:

Номер опыта		t2	t1i - < t1>	(t1i - <t1>)2	Другие данные
. . .					g = … ± … d =… ± … h =… ± … a = Dt1 =
	=	=	S(t1i - < t1>)2=

а) задайтесь надежностью a (от 0,90 до 0,97), выберите коэффициент Стьюдента , оцените Dt_пр для секундомера;

б) вычислите абсолютную погрешность в измерении времени:

;

в) вычислите относительную погрешность в определении I (например, I ):

г) вычислите абсолютную погрешность:

;

д) результаты запишите в виде

, при %,

. a = ...

9. Сравнивая I и I , сделайте вывод (касающийся связи величины момента инерции и расположения грузов 3).

10. Измерьте l и l (лучше 2l ) (см. рис.2.5) и по формуле (2.20) вычислите момент инерции как аддитивную величину I₁^ад (m_иc, m_гр и (I_в+ I_ш) должны быть даны). Значения всех этих величин внесите в тетрадь.

11. Найдите расхождение в процентах между значениями I₁ и I₁^ад, полученными из опыта и вычисленными по формуле (2.21).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называется моментом инерции материальной точки относительно оси, моментом инерции твердого тела относительно оси?

В каких единицах измеряется момент инерции?

2. В чем состоит теорема Штейнера? Приведите пример ее использования.

3. Что называется моментом силы относительно оси? В каких единицах он измеряется?

4. Что такое плечо силы?

5. Что называется моментом импульса материальной точки относительно оси вращения, моментом импульса твердого тела относительно оси вращения? В каких единицах измеряется момент импульса?

6. Как связаны между собой момент импульса и момент инерции тела, вычисленные относительно оси вращения?

7. Маятник Обербека: устройство и теория метода определения его инерции.

8. Порядок выполнения работы. Выводы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ФИЗИЧЕСКИЙ МАЯТНИК

Цель:познакомиться с методом определения моментов инерции тел.

Приборы и принадлежности: исследуемое тело (пластина), кронштейн для подвешивания тела, секундомер, линейка, математический маятник.