Опис лабораторної установки

Маятник Максвелла встановлюється на горизонтальній площині і виставляється за допомогою ніжок, прикріплених до основи. На основі закріплена вертикальна колона з нерухомим верхнім та рухомим нижнім кронштейнами. На верхньому кронштейні розміщені електромагніт, фотоелектричний датчик та вороток для закріплення та регулювання довжини нитки біфілярного підвісу.

Нижній кронштейн, на якому закріплений фотоелектричний датчик, можна зміщувати вздовж колони і фіксувати в потрібному положенні.

Маятник з накладеним кільцем утримується у верхньому положенні за допомогою електромагніта. Довжина нитки підвісу визначається за шкалою на вертикальній колоні. Для цього нижній кронштейн обладнано червоним покажчиком, розміщеним на висоті оптичної осі нижнього фотоелектричного датчика.

Фотоелектричні датчики з’єднані з секундоміром, що автоматично вимірює час опускання маятника.

Порядок виконання роботи

1. Виміряти штангенциркулем внутрішній R₁, зовнішній R₂ радіуси кільця, а також радіус стрижня r.

2. Зафіксувати нижній кронштейн приладу в найнижчому положенні.

3. Надіти на диск маятника одне з кілець, притискаючи його до упору.

4. Розблокувати вороток для регулювання довжини h нитки підвісу. Відміряти таку довжину нитки , щоб край кільця після опускання маятника розміщувався приблизно на 2 мм нижче за оптичну вісь нижнього фотоелектричного датчика. При цьому не слід перекошувати вісь маятника. Далі треба заблокувати вороток.

5. Намотати на вісь маятника виток до витка нитку підвісу.

6. Зафіксувати маятник у верхньому положенні за допомогою електромагніта.

7. Повернути маятник в напрямку його руху на кут 5...10°. При цьому він буде утримуватись на одному осерді електромагніта.

8. Послідовно натиснути клавіші „Сброс” та „Пуск”.

9. За допомогою шкали секундоміра, що міститься на передній панелі приладу, визначити час опускання маятника. Результати занести у таблицю.

R1= м; R2= м; h= м; r= м; mд= кг; mст= кг; mк= кг;
Дослід	t, с	Iк, кг ∙м²(досл.)	Iк, кг ∙м²(теор.)
1
2
3
4
5
Середнє значення

10. Час опускання виміряти п’ять разів.

11. За шкалою по вертикальній колоні приладу виміряти довжину нитки підвісу маятника h. Результат занести в таблицю.

12. За формулою (7.15) розрахувати дослідне значення моменту інерції кільця.

13. Обчислити середнє значення моменту інерції , середньоквадратичну похибкуі довірчий інтервалΔІ_к за довірчої імовірності Р=0,95 (див. примітку). Результат записати в інтервальній форм в одиницях СІ.

І_к =І_{к, ср}ΔІ_к

П р и м і т к а. Як видно з ходу виконання роботи із формули (7.15) момент інерції кільця експериментально визначається не прямими вимірюваннями, а обчисленнями. Тому І_{к, ср}, ,ΔІ_к потрібно було б знаходити так, як для непрямих вимірювань. Але для спрощення розрахунків, якщо викладач не ставить іншого завдання, можна названі величини шукати, як для прямих вимірювань.

;

,

де і – номер досліду; n – кількість дослідів.

ΔІ=

де - коефіцієнт Стьюдента дляn = 5, Р = 0,95.

14. За формулоюрозрахувати теоретичне значення моменту інерції кільця та порівняти його зі значенням , одержаним експериментально.