Порядок выполнения работы. 1. Запишите в таблицу 1 массу mc и диаметр dc стержня; массу диска mgи массу кольца MК.

1. Запишите в таблицу 1 массу m_c и диаметр d_c стержня; массу диска m_gи массу кольца m_к.

2. Установите подвижный кронштейн в нижней части стойки.

3. Наденьте кольцо массой m_k на диск до упора. Запишите m₁=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_i с 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)
× n
Dt
Et %
DI
EI %

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

14. Сняв стальное кольцо, запишите m₂=m_g+m_c в 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_I и абсолютную DI погрешности соответственно по формулам:

, (14)

. (15)

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Опишите установку и порядок выполнения измерений.

2. Изобразите все силы, действующие на маятник.

3. Дайте определение момента инерции материальной точки. Какова его единица измерений?

4. Какова размерность момента инерции?

5. Дайте определение момента инерции сплошного тела в общем виде.

6. Выведите формулу момента инерции диска.

7. Сформулируйте физический смысл момента инерции. Какова его размерность?

8. Сформулируйте уравнение моментов.

9. Дайте определение момента силы. Какова его единица измерений?

10. Определите величину и направление момента силы F относительно неподвижного центра (точки О).

11. Дайте определение момента импульса. Какова его единица измерений?

12. Изобразите все силы и моменты сил, действующих на маятник.

13. Что такое центр масс системы материальных точек?

14. Что понимается под абсолютно твердым телом?

15. В каких системах выполняется закон сохранения полной механической энергии? Дайте определение этому виду систем.

16. Дайте определение консервативных и неконсервативных сил. Приведите примеры этих сил.

17. Сформулируйте закон сохранения полной механической энергии.

18. Выполняется ли в данной работе закон сохранения полной механической энергии? Сформулируйте его для данной установки, если он выполняется.

19. Как определяется кинетическая энергия вращательного движения?

20. Как определяется кинетическая энергия маятника Максвелла?

21. Сформулируйте систему уравнений, описывающих движение маятника в данной работе.

22. Опишите порядок выполнения измерений.

23. Как вычисляется абсолютная погрешность прямых измерений?

24. Как вычисляется абсолютная погрешность косвенных измерений в данной работе?

25. Какие виды погрешностей вы знаете?

26. В каком виде записывают результат измерений и расчетов? Что означает эта запись?

27. Как определяется приборная ошибка цифровых приборов. Чему равна приборная ошибка миллисекундомера в данной работе?

28. Чему равна абсолютная ошибка момента инерции в данной работе?

29. Какие параметры движения маятника Максвелла изменяются при изменении массы диска?

30. В работе погрешности измерений рассчитываются путем сравнения экспериментального и теоретического значений моментов инерций маятника Максвелла. Выведите формулы расчета погрешностей с использованием только экспериментальных данных. Сравните погрешности при расчете обоими способами.