Порядок выполнения работы
1. Определить массу грузов m1 и m2 (m1 взять примерно вдвое больше m2). Определить высоту h, с которой будут опускаться грузы.
2. Укрепить на крестовине грузы m0 на одинаковых наибольших расстояниях R = R1. Добиться того, чтобы маятник находился в безразличном равновесии (по равновесию маятника в двух положениях при горизонтальном расположении каждой пары стержней).
Таблица 1
|
Номер опыта |
Время t1i, c |
Время t2i, с |
Время t3i, с |
Время t0i, с |
Время t4i, c |
Время t5i, c |
Параметры маятника |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
m0 = …, кг m1 = …, кг m2 = …, кг h = …, м D = …, м R1 = …, м R2 = …, м |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
<tn>, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
1/β, с-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Определить расстояние R1 (см. рис. 1). Для этого надо измерить высоту l0 цилиндрического груза m0, диаметр шкива D, расстояние l1 от груза m0 до шкива. Вычислить R по формуле
R = l1 + l0/2 + D/2.
Результаты измерений п.п. 1 – 3 записать табл.1.
4. Вращая маятник, намотать нить на шкив и поднять груз m1 на высоту h. Затем отпустить маятник и измерить время t1 опускания груза. Опыт повторить три раза. Результаты записать в таблицу.
5. Заменить груз m1 на m2 и повторить измерения, приведенные в п. 3. Измеренное время t2 записать в таблицу. По результатам измерений вычислить средние значения <t1> и <t2>.
6. По формуле (13) вычислить отношение моментов сил, а по формуле (14), используя средние значения <t1> и <t2>, вычислить отношение угловых ускорений. Сравнить полученные отношения.
Если
,
то (12) выполняется. Для вычисления Δx1 и Δx2 смотрите обработку результатов измерений.
7. Оставляя массу подвешенного груза неизменной (m1), измерить время t3 опускания груза для двух симметрично расположенных грузов m0 на крестовине маятника, и время t0 опускания груза для маятника без грузов m0.
8. Установить расстояние R2 примерно на 5 см меньше R1 и измерить время t4 и t5 для двух и четырех грузов m0 соответственно. В каждом случае опыт провести три раза. Результаты измерений записать в табл. 1 и 2.
9. По формуле (15) для каждого случая определить 1/β, подставляя <tn>. Построить график зависимости 1/β от J, располагая неизвестное J0 в начале координат. Для построения графика использовать данные двух последних строк в таблице, кроме данных для времени t2. По виду графика сделать вывод о характере зависимости 1/β от J.