Опис лабораторної установи

Основа установи обладнання ніжками, за допомогою яких можна вирівняти прилад. На основі закріплена колона з нерухомим верхнім та рухомим нижнім кронштейнами. На верхньому кронштейні розміщені: електромагніт, фотоелектричний датчик та вороток, призначений для закріплення та регулювання довжини ниток біфілярного підвісу. Нижній кронштейн, на якому закріплений фотоелектричний датчик, можна зміщувати вздовж колони і фіксувати в потрібному положенні (цим самим задавати параметр h).

Маятник з накладним кільцем утримується у верхньому положенні за допомогою електромагніта. Довжина нитки підвісу визначається за шкалою, зображеною на колонці прикладу. Для цього нижній кронштейн обладнано червоним покажчиком, розміщуваним на висоті оптичної осі нижнього фотоелектричного датчика. Фотоелектричні датчики з’єднання з мілісекундоміром, що автоматично показує час опускання маятника.

Порядок виконання роботи.

1. Виміряти штангенциркулем радіус стрижня r.

2. Зафіксувати на диску маятника довільне кільце. Занести в таблицю значення маси m₁, та моменту інерції маятника I₁. Значення моменту інерції маятник I₁ при насадженому кільці задає викладач (лаборант), або його можна обчислити за такими формулами:

I₁=I_ст +I_д +I_к ; I_ст =I_д=

I_к =; (8.15)

де r, – радіуси відповідно стрижня і диска;

R₁ і R₂ – відповідно внутрішнім і зовнішнім радіуси кільця.

3. Розблокувати вороток для регулювання довжини h ниток підвісу. Встановити таку довжину нитки, щоб край кільця після опускання маятника розміщувався приблизно на 2 мм нижче за оптичну вісь нижнього фотоелектричного датчика. За шкалою, розташованого на вертикальній колоні, визначити довжину нитки підвісу h маятник.

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

5. Зафіксувати маятник у верхньому положенні за допомогою електромагніта.

6. Повернути кільце маятника так, щоб воно утримувалося лише на одному осерді електромагніту.

7.Послідовно натиснути клавіші «Сброс» та «Пуск».

8. Маятник почне швидко опускатися вниз і за шкалою мілісекундоміра треба визначити час опускання маятника; результати записати в таблицю.

9. Вимірювання часу опускання провести п’ять разів.

10. За формулами (8.13) і (8.14) п’ять разів обчислити кінетичну і потенціальну енергію маятника, коли на нього насаджено кільце.

11. Обчислити середні значення W_к.ср , W_{п.ср .}

12. Середньоквадратичні похибки та довірчі інтервали

розрахувати як для прямих вимірювань за довірчої імовірності P=0,95. Результати записати в інтервальній формі в одиницях СІ

13. Провести статистичну обробку результатів експерименту. Обчислити

Дослід	I1= ; m1= ; h1=
	t, с	Wк, Дж	Wп,Дж
1
2
3
4
5

ПРИМІТКА. Як видно з ходу виконання роботи та формул (8.13), (8.14) кінетична і потенціальна енергії визначаються не прямими вимірюваннями, а обчисленнями. Тому значення W_к.ср , W_п.ср , ,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:

W_ср. =;;;

де і – номер досліду, n – кількість дослідів, – коефіцієнти Стьюдента при Р=0.95 та(