При проведении измерений следует строго следить за правильностью положения оси маятника, избегать перекосов и срывов оси с нитей. Если в ходе эксперимента нити стали наматываться на ось с перехлестом или наоборот слишком разреженно, следует немедленно прекратить эксперимент. Необходимо помнить, что поврежденный маятник (с погнутой осью) не может быть использован в работе.

2. Обработка результатов

Величины h_1,2 и t_1,2 являются результатами прямых измерений, поэтому за оценку истинного значения измеряемой величины принимается выборочное среднее значение (среднее арифметическое по данной выборке). Выборка - число испытаний, в нашем случае n=5.

1. Провести вычисление средних значений и (j=1,2) по формулам:

Результаты вычислений занести в табл. 1.

2. Провести оценку ошибок измеренных величин. В качестве оценки случайной погрешности среднего значения принимается выборочное стандартное отклонение среднего арифметического:

С учетом систематических погрешностей σ_сист. (погрешность прибора, погрешность округления и др.) величина стандартного отклонения суммарной погрешности физических величин h_j и t_j вычисляется следующим образом:

где S — выборочное стандартное отклонение среднего арифметического, σ_сист. - оценка суммарной систематической погрешности.

Полученные оценки погрешностей σ средних значений t₁, t₂, h₁ и h₂ также заносятся в табл. 1.

3. Величины ускорений маятника при спуске a₁ и подъеме a₂ находят по формулам (5) и (9). Затем по формулам (7) и (8) определяют величины скоростей маятника до и после удара, v₁ и v₂, и коэффициент восстановления скорости К_в=v₁/v₂.

4. Провести оценку ошибок полученных величин по формулам для косвенных измерений:

В соответствии с формулой (2), значения ускорений при спуске и подъеме маятника должны быть одинаковыми. Проверить совпадение ускорений a₁ и a₂ в пределах ошибок измерений.

Упражнение 2. Определение момента инерции маятника Максвелла.

1. С помощью формулы (6) провести вычисление момента инерции маятника Максвелла J.

2. Провести оценку ошибок полученного результата по формуле:

3. Используя данные о геометрических размерах маятника и плотностях материалов, из которых он изготовлен, рассчитать теоретическое значение момента инерции J_теор.

Момент инерции маятника Максвелла складывается из моментов инерции стержня и диска. Таким образом, суммарный момент инерции системы относительно продольной оси имеет вид:

где r - радиуса стержня; R - радиус диска; r' - радиус утолщений на стержне; m₁, m₂, m₃ - массы стержня, диска и утолщений на стержне, соответственно. Массы различных частей маятника вычисляются исходя из их геометрических размеров и плотностей материалов, из которых они изготовлены.

4. Оценить погрешности полученного результата расчета J_теор, используя формулы для оценки погрешностей в случае косвенных измерений.

---

5. Сравнить экспериментальное значение момента инерции с расчетным.

Основные итоги работы: в результате выполнения работы должны быть определены значения скоростей и ускорений маятника Максвелла на двух различных стадиях его движения (спуск и подъем). Кроме того, должен быть вычислен момент инерции маятника, экспериментально и теоретически, и проведено сравнение полученных результатов.

---

IV. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Сформулируйте определение плоского движения.

2. Что такое центр масс системы? Сформулируйте теорему о движении центра масс.

3. Дать определение момента инерции твердого тела.

4. Описать маятник Максвелла. Что является главным отличительным признаком маятника Максвелла? Почему это устройство называется маятником

5. Как изменяется кинетическая энергия системы в момент удара?

6. Получить выражение для момента инерции диска, кольца. Получите формулу для вычисления теоретического значения момента инерции маятника Максвелла.

7. Сформулируйте закон изменения импульса.

8. Сформулируйте закон изменения механической энергии.

9. Какое движение твердого тела называется плоским ?

10. Как изменится ускорение и сила при увеличении момента инерции маятника?

---

Смотрите также файлы

• Сидоров Г.А. - Воинские традиции ариев.doc

• test.doc

• Тест ДДЧ.doc

• English-speaking countries I,II.doc

• лол.doc