Описание экспериментальной установки

На вертикальной стойке крепятся два кронштейна: верхний (2) и нижний (3).

На верхнем кронштейне (2) (рис.29) находится электромагнит (10), фотоэлектрический датчик и намоточный винт (4) для закрепления и регулирования длины бифилярной подвески маятника (5).

Нижний кронштейн вместе с прикрепленным к нему фотоэлектрическим датчиком (9) можно перемещать вдоль стойки и фиксировать в произвольно выбранном положении.

Маятник установки - это ролик (6) , закрепленный на оси (7) и подвешенный по бифилярному способу, на который накладывается съемное кольцо (8), изменяя таким образом момент инерции системы.

Маятник с наложенным кольцом удерживается в верхнем положении электромагнитом. Длина маятника определяется по миллиметровой шкале на стойке. С целью облегчения этого измерения нижний кронштейн оснащен указателем, помещенным на высоте оптической оси фотоэлектрического датчика.

На основании (1), оснащенном регулируемыми ножками, в котором укреплена стойка, находится миллисекундомер (11).

На передней панели миллисекундомера располагаются кнопки "СЕТЬ" (включение сети), "ПУСК" (отключение электромагнита), "СБРОС" (установка нуля измерителя), а также табло "ВРЕМЯ,С" (показывающее время падения груза).

Порядок выполнения работы

1. Запишите в таблицу 1 массу m_cи диаметрd_cстержня; массу дискаm_g и массу кольцаm_к.

2. Установите подвижный кронштейн в нижней части стойки.

3. Наденьте кольцо массой m_kна диск до упора. Запишитеm₁=m_g+m_c+m_k в таблицу 1.

4. Проверив, находится ли кнопка "ПУСК" на миллисекундомере в нажатом состоянии, подключите прибор к сети и нажмите кнопку "СЕТЬ". При этом на табло должны высветиться нули.

5. В нижнем положении маятника стальное кольцо должно находиться примерно на 2 мм ниже оптической оси нижнего фотоэлектрического датчика, а ось маятника должна быть параллельной основанию прибора. Если эти требования не выполняются, следует отрегулировать подвес. Для этого освободите гайку намоточного винта, накрутите на винт нить, соблюдая правильность намотки и выполнение требуемых условий, затем затяните гайку, зафиксировав винт.

6. На миллиметровой шкале стойки определите длину маятника h и запишите ее в таблицу 1. Во всех опытах эта величина должна оставаться постоянной.

7. Отожмите кнопку "ПУСК".

8. Намотайте без особых усилий на ось маятника нить подвески, обращая внимание на то, чтобы она наматывалась равномерно, один виток за другим, была не слишком скручена.

9. В верхнем положении маятник зафиксируется электромагнитом. Маятник следует повернуть в направлении его движения на угол 4° - 5°, не отрывая его от электромагнита, чтобы ослабить натяжение нити.

10. Нажмите кнопку "СБРОС", затем "ПУСК".

11. Когда маятник при движении достигнет нижнего положения и отсчет времени прекратится, его следует остановить.

12. Запишите полученное значение времени падения t_iс табло миллисекундомера в таблицу 1.

Таблица 1

dст= (м) ,h= (м) ,mст= (кг)
№ п/п	m1= ± (кг)	m2=± (кг)
	Измерение времени t(с)	Измерение времени t(с)
1 2  n
t
Et %
I
EI %

13. Повторите измерение времени n раз (не менее 5), начиная с п.7.

14. Сняв стальное кольцо, запишите m₂=m_g+m_cв таблицу1.

15. Повторите опыты, фиксируя все полученные значения в таблице 1.

16. После снятия всех измерений нажмите кнопку "СЕТЬ", отключите установку от сети.

17. Произведите расчет средних значений времени t, их абсолютной и относительной погрешностей E_t.

18. Вычислите момент инерции маятника (с кольцом и без кольца) по формуле:

. (13a)

19. Рассчитайте относительную E_Iи абсолютнуюI погрешности соответственно по формулам:

, (14)

. (15)