1. Проверьте заземление прибора.
2. Включите шнур прибора в сеть питания.
3. Нажмите /сеть/, проверяя все ли индикаторы измерителя, высвечивают цифру нуль и засветились ли лампочки обоих фотоэлектрических датчиков. Прибор готов к работе и не нуждается в прогреве.
4. Для определения момента инерции маятника:
Ø Нижний кронштейн прибора передвинуть и зафиксировать в крайнем положении;
Ø На ролик маятника наложить произвольно выбранное кольцо, прижимая его до упора;
Ø На ось маятника намотать нить подвески и зафиксировать ее;
Ø Проверить, отвечает ли нижняя часть кольца полю шкалы на колонке. Если нет, отвинтить верхний кронштейн и отрегулировать его высоту. Привинтить верхний кронштейн.
Ø Нажать клавишу /пуск/ миллисекундомера FPM – 15;
Ø Деблокировать гайку воротка для регулирования длины бифилярной подвески. Установить длину нити таким образом, чтобы край стального кольца после опускания маятника находился около 2мм ниже оптической оси нижнего фотоэлектричекого датчика. Одновременно произвести корректировку установки маятника, обращая внимание на то, чтобы его ось была параллельной основанию прибора. Блокировать вороток;
Ø Отжать клавишу /пуск/ миллисекундомера FPM – 15;
Ø Намотать на ось маятника нить подвески, обращая внимание на то, чтобы она наматывалась равномерно, один виток рядом с другим;
Ø Зафиксировать маятник при помощи электромагнита, обращая внимание на то, чтобы нить в этом положении не была слишком скручена;
Ø Повернуть маятник в направлении его движения на угол около 5о;
Ø Нажать клавишу /сброс/;
Ø Нажать клавишу /пуск/;
Ø Записать измеренное значение времени падения маятника в таблицу 1;
|
|
Ø Произвести замер времени 5 раз;
Ø Определить значение среднего времени падения маятника по формуле:
где 
- количество выполненных замеров,
- значение времени, полученное в i – том замере,
- среднее значение времени падения маятника.
Ø По шкале на вертикальной колонке прибора определить длину маятника 
.
Таблица 1.
| № | t, с | Δt | D= | J= |
| h= | Jo= | |||
| mo= | Jp= | |||
| mp= | Jk= | |||
| Dp= | Jт= | |||
| mk= | 
| |||
| ср. | Dk= |
Точно такие же эксперименты проведите, сняв кольцо, и заполните таблицу № 2, аналогичную таблице № 1, без mk, Dk, Jk.
Ø Используя формулу 
и известные значения диаметров 
и 
определить диаметр оси вместе с намотанной на нее нитью,
где - диаметр нити в м., - диаметр оси подвески в м.
Ø По формуле 
,
Где 
масса оси маятника в кг (0,033 кг),
масса ролика в кг (0,124 кг),
масса актуально наложенного на ролик кольца в кг.
вычислить массу маятника вместе с актуально наложенным кольцом.
Значение масс отдельных элементов нанесены на них.
Ø По формуле (21) определите момент инерции маятника.
5. Для определения точности проведенного эксперимента рассчитайте теоретическое значение момента инерции (
) по формуле:
,
где Jo – момент инерции оси маятника 
;
Jр – момент инерции ролика 
;
Dр – внешний диаметр ролика;
Jк – момент инерции кольца 
;
Dк – внешний диаметр кольца.
6. Проведите расчеты для маятника без кольца. Найдите разность моментов инерции системы с кольцом и без кольца – это будет момент инерции кольца. Сравните с теоретическим значением Jк.
|
|
7. Оцените погрешность измерения момента инерции системы с кольцом по формуле:
и кольца 
.
Погрешность не должна превышать 9%.
1.6. Параметры маятника.
| Ø Максимальная длина маятника | 410 мм |
| Ø Количество заменных колец | 4 шт. |
| Ø Приблизительна масса заменных колец: кольцо № 1 кольцо № 2 кольцо № 3 кольцо № 4 | 113 г 257 г 393 г 478,5 г |
| Ø Размеры маятника:
диаметр оси маятника
внешний диаметр ролика Dр
внешний диаметр колец Dк № 2, № 3
№ 1
№ 4
диаметр нити подвеса
| 10 мм 86 мм 105 мм 101 мм 118 мм 0,5 мм |
| Ø Диапазон измеряемого времени движения маятника | 0 – 99999 мс |
Контрольные вопросы.
1. Выведите формулу кинетической энергии а.т.т, вращающегося вокруг неподвижной оси и движущегося одновременно поступательно.
2. Расскажите о моменте инерции тел и выведите формулу главного момента инерции диска и момента инерции кольца.
3. Получите рабочую формулу (21).
4. Каким образом в лабораторной работе определяется момент инерции кольца.
5. Какое свойство момента инерции учитывается, когда определяется теоретическое значение момента инерции кольца.