2015-05-10
236Экспериментальная установка
1 – основание, 3 – колонка, 4 – неподвижный верхний кронштейн, 5 – подвижный нижный кронштейн,
6 – электромагнит, 7 – груз крестовины, 8 – фотоэлектрический датчик, 9 –фотоэлектрический датчик, 10 – ось, 11 – диск,
12 – сменные кольца, 13 – электронный секундомер.
Цель работы: Изучение движения маятника Максвелла и проверка закона сохранения механической энергии.
- Надеваем на диск маятника сменное кольцо массой 
кг;
- Затем на ось маятника равномерно виток к витку наматываем нить подвески, фиксируем маятник с помощью электромагнита так, чтобы нить не была слишком натянута;
- Нижимаем клавишу «Пуск», измеряем значение времени t падения маятника;
- Повторим измерения для сменного кольца массой 
кг;
- Заполняем Таблицу 1, повторив 5 раз;
Таблица 1
| m, кг | t1, c | t2, с | t3, с | t4, с | t5, с |  , с
|
| 0,264 | 1,88 | 1,85 | 1,87 | 1,88 | 1,89 | 1,87 |
| 0,528 | 2,05 | 2,08 | 2,06 | 2,04 | 2,08 | 2,06 |
- Используя измеренные значения t, по формуле 
вычислим среднее значение времени t движения каретки 12 до нижнего уровня;
для m=0,264 кг. 
.
для m=0,528 кг. 
.
- Определим момент инерции по формуле 
, где 
– момент инерции оси маятника (
кг – масса оси маятника, 
м – диаметр оси маятника),
– момент инерции диска (
кг – масса диска маятника, 
м – диаметр диска маятника), 
– момент инерции кольца (
– масса сменного кольца, 
м – внешний диаметр диска):
для 
кг:
- для 
кг:
- Проверим закон сохранения механической энергии проверкой справедливости равенства:
, где h = 0.27 м, g = 9.8 
, 
c, 
кг., 
м.:
для кг:
для 
кг:
- Воспользуемся методом Стьюдента и рассчитаем абсолютную погрешность измерений момента инерции 
по формуле:
где 
– среднеквадратичная погрешность и определяется как
- коэффициент Стьюдента
- Подсчитав число подъёмов (колебаний маятника) 
при уменьшении высоты подъёма в e = 2.7 раз, найдём логарифмический декремент затухания колебаний маятника 
и его добротность 
:
для кг, 
:
для кг, 
:
