Хід роботи

1. Визначити число поділок шкали ноніуса й обчислити похибку ноніуса.

2. Штангенциркулем виміряти довжину , ширинута товщинупаралелепіпеда. Повторити вимірювання величин,,п'ять разів.

3. Обчислити об'єм паралелепіпеда за формулою

. (3)

4. Результати вимірювань і обчислень записати у табл. 1.

Таблиця 1

Результати вимірювань та обчислень

№ п/п	,	,	,	,	,
1 2 3 …

5. Мікрометром виміряти діаметр основи та висотуциліндра. Виміри повторити п'ять разів.

6. Обчислити об'єм циліндра за формулою

. (6)

7. Результати вимірювань та обчислень записати у табл. 2.

Таблиця 2

Результати вимірювань та обчислень

№ п/п	,	,	,	,
1 2 3 ...

Питання для самоконтролю

1. Що таке ноніус і яка його будова?

2. Які типи ноніусів найчастіше використовуються на практиці?

3. Яка будова ноніуса для вимірювання з похибкою ?

4. Яка будова штангенциркуля?

5. Яка будова мікрометра?

6. Опишіть методику вимірювань за допомогою штангенциркуля.

7. Опишіть методику вимірювань за допомогою мікрометра.

8. Записати формули для визначення об'єму паралелепіпеда й циліндра.

9. Записати формули для визначення абсолютної та відносної похибки об'ємів паралелепіпеда й циліндра.

Лабораторна робота №2

Перевірка основного рівняння динаміки обертального руху твердого тіла за допомогою маятника Максвелла

Мета роботи: порівняти експериментальне і теоретичне значення прискорення центра маси маятника і проаналізувати можливі причини незбіжності одержаних результатів.

Теоретичні відомості

Маятник Максвелла ‑ це невеликий диск (маховичок), посаджений тісно на валик. Він опускається під дією сили тяжіння на двох нитках, попередньо намотаних на валик маховичка (рис.1). Обидві нитки під час руху вниз розмотуються на всю довжину. Розкручений маховик продовжує обертальний рух у тому ж напрямку, намотуючи нитку на вісь. У результаті цього він піднімається вгору, частково гальмуючи свій рух. Дійшовши до верхньої точки, диск знову буде опускатись вниз і так далі. Маховичок здійснює коливання вгору і вниз, тому такий пристрій і називається маятником.

Рис. 1. Маятник Максвелла.

Позначимо через силу тяжіння на маятник, а через‑ силу натягу однієї нитки. Тоді рівняння поступального руху маховика записується у вигляді

, (1)

де ‑ маса маятника,‑ прискорення його центра маси. Рівняння для обертального руху буде мати вигляд:

, (2)

де ‑ радіус валика, ‑ кутова швидкість обертального диска, ‑ момент інерції маятника. Останній дорівнює сумі моментів інерції валика і диска:

. (3)

Момент інерції валика як однорідного циліндра визначається за виразом

, (4)

де ‑ маса валика. Момент інерції диска з коаксіальним отвором у ньому визначається за виразом

, (5)

де ‑ радіус диска,‑ радіус отвору,‑ маса диска.

Враховуючи, що , з рівнянь (1) і (2) знаходимо:

. (6)

Прискорення можна визначити також за формулою

, (7)

де ‑ шлях, пройдений центром маси з крайнього верхнього положення в крайнє нижнє,‑ час одного повного розкручення маятника. За допомогою формули (6) прискорення центра маси маятника можна розрахувати теоретично за відомими значеннями,,і(позначимо результат розрахунку через). За формулою (7) прискорення центра маси можна визначити експериментально, вимірюючи величини і (позначимо експериментально одержане прискорення центра маси через).