Порядок выполнения работы приводится для установки 2а. При выполнении работы на установке 2б необходимо учесть, что опускаться будет правый груз, а управление электромагнитом и секундомером осуществляется клавишами «Сеть», «Пуск» и «Сброс».
1. Компенсировать силу трения, добавляя груз пластилина (μ) к левому грузу, укрепленному на нити (для 2б – добавляя в полость правого цилиндра песок). Силу трения можно считать скомпенсированной, если оба груза – цилиндра, теперь уже с несколько разными массами, самопроизвольно не приходят в движение; в то же время при подталкивании одного из них они будут двигаться равномерно с той скоростью, которую им сообщили. (Замечание: пластилин или песок можно заменить дополнительным перегрузком, масса которого в дальнейшем не учитывается.)
2. Положить на левый груз перегрузки m 1 и m 2, а на правый груз m 3 и m 4. Подбираем четыре груза так, чтобы (m 1 + m 2) была немного больше (m 3 + m 4).
3. Поднимаем левый груз и фиксируем нить, включая электромагнит ключом К 1. Высота, с которой падает груз, при всех опытах должна оставаться неизменной.
4. Разомкнуть электромагнит и включить секундомер ключом К 2. Определить время движения системы t 1. Результаты измерений занести в Таблицу 1.
5. Опыт повторить 5 раз, выполняя пункты 3-4.
6. Снять с правого груза перегрузок m 3 (перегрузок меньшей массы) и перевесить его на левый груз.
Таблица 1
№ | m1, кг | m2, кг | m3, кг | m4, кг | t1, с | ![]() | ![]() | t2, с | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | |||||||
7. Выполнить пункты 3-4, определяя время движения системы t 2. Опыт повторить 5 раз. Результаты измерений занести в Таблицу 1.
8. Записать массы перегрузков в таблицу. (Замечание: если масса перегрузков неизвестна, то необходимо произвести взвешивание.)
9. По формуле (1) вычислить отношение сил С1, подставляя в формулу (1) значения масс перегрузков
.
10. Вычислить погрешности для массы перегрузков. Если измерения массы не производились, то D m берется равной половине наименьшего разряда точности, представленного в числе m (например: дана масса груза 12,7 г, то его погрешность следует принять равной D m = ±0,05 г). Перегрузки в работе измерены с одинаковой точностью, т.е. D m для них одинакова.
11. Вычислить погрешность косвенных измерений С1 по формуле:
12. По формуле (2) вычислить отношение ускорений С 2, подставляя в формулу (2) средние значения времен и
.
13. Рассчитайте средние значения времени опускания грузов, и квадраты разностей времени падения грузов с перегрузками и запишите в Таблицу 1.
14. Вычислить систематическую, случайную и суммарную погрешности t 1 и t 2 по формулам из лаб. работы №1.
15. Вычислить относительную погрешность С2 по формуле:
.
16. Вычислить погрешность косвенных измерений С2 по формуле:
.
17. Записать доверительные интервалы и
.
18. Проверить неравенство (3). Чтобы неравенство было справедливо необходимо, чтобы разница между С1 и С2 была меньше общей погрешности их измерений
.
В этом случае можно считать, что С1 и С2 равны друг другу и закон
Рис. 4
Ньютона выполняется. Результат можно представить графически, отложив доверительные интервалы и
на числовой оси (рис. 4). Если неравенство справедливо, то на рисунке будет наблюдаться область перекрытия доверительных интервалов С 1 и С 2.