2. Порядок выполнения работы
2.1. Экспериментальная часть.
Для проведения измерений используются: штатив с подвесом для физического маятника; секундомер; три одинаковых груза, находящиеся в коробке.
Физический маятник стержневой конструкции установлен на штативе. Конструкция состоит из трёх стержней, ввинченных в центральную втулку, закреплённую на оси. Два стержня ввинчены горизонтально, их надо рассматривать как один стержень длины l1 (см. рис. 3а). Третий стержень длины l2 ввинчен перпендикулярно к первым и в положении равновесия расположен вертикально.
На стержнях могут располагаться дополнительные грузы, которые легко перемещаются вдоль стержней и закрепляются на них винтами. На стержнях нанесены сантиметровые метки, позволяющие определять расстояния от оси подвеса до центров грузов.
Длина горизонтального стержня l1 = (54,0 + 0,2) см; его масса m1 = (118 ± 1) г.
Длина вертикального стержня l2 = (27,0 + 0,1) см; его масса m2 =
(58 ± 0,5) г.
Массы грузов одинаковы: m = (195,4 ± 1) г. Продольный размер грузов равен 2 см, что надо учитывать при отсчёте расстояний между центрами грузов и осью.
Примечание: Длины и массы стержней даны с учётом центральной втулки, диаметр которой равен 4 см.
Прямые измерения состоят в определении периода колебаний восьми вариантов маятника. Эти варианты показаны на схемах рис. 4 и требуют выполнения восьми опытов.
Рис.4
H
Во всех опытах на стержнях размещаются дополнительные грузы (по одному, по два или по три груза, согласно схеме рис.4). Расстояния от оси маятника до центров грузов указаны в сантиметрах. Все опыты проводятся следующим образом. Надо отклонить приблизительный центр масс маятника на угол (5 - 10)0 – на верхней плоскости электросекундомера нанесена примерная линия - затем отпустить и одновременно включить секундомер. Измерить полное время 10 (десяти) качаний (т.е. в конце десятого периода выключить секундомер). Записать время t в таблицу 1. Каждый опыт провести n раз.
Таблица 1
|
n Время, с |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
« |
« |
10 |
|
t1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
« |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Кол. изм.
На этом завершаются прямые измерения. После окончания опытов следует снять грузы со стержней и уложить их в коробку.
Примечание: Количество опытов и размещение грузов на стержнях могут быть изменены по указанию преподавателя.