1. Виставити необхідну відстань R вантажів 12 від осі обертання математичного маятника. Набір значень R взяти у викладача.
2. На аналітичних терезах визначити масу m трьох кульок-снарядів.
3. Натиснувши клавішу „СЕТЬ”, включити живлячу напругу. На цифрових індикаторах з’являться цифри "0".
4.Установити маятник в такому положенні, щоб риска на мисочці 11 збігалася з нульовою поділкою шкали 14.
5. Накласти кульку-снаряд на стріляючий пристрій і закріпити його.
6. Вистрілити снаряд та вимірити максимальний кут відхилення маятника α і відстань від осі обертання маятника до точки влучення снаряду в мішень r.
7. Відхилити маятник на кут α рукою.
8. Натиснути клавішу „СБРОС”, що підготує секундомір до виміру.
9. Пустити маятник. Під час чотирнадцятого коливання натиснути клавішу “СТОП” – закінчення виміру. Зробити вимір часу t, за який відбудуться n=15 коливань маятника.
10. Повторити п. 7 – 9 двічі і знайти середнє значення часу t. Визначити період коливань T за формулою . Результати вимірювань занести в перший рядок табл. 5.1, який відповідає першому досліду.
11. Обчислити кутову швидкість v і момент інерції додаткового вантажу I1 за формулами (5.1) і (5,3) відповідно.
12. Виконати пп 4 – 11 для тієї ж кульки ще раз, але для іншої відтані R (див. п. 1), і заповнити другий рядок табл. 5.1, який відповідає першому досліду.
13. Обчислити: момент інерції I за формулою (5.2), швидкості V1, V2 за формулами (5.4). Значення V1, V2 записати у передостанню колонку табл. 5.1.
14. Обчислити V = (V1+V2)/2 і запасати у останню колонку таблиці.
15. Виконати досліди № 2, 3 з іншими кулями-снарядами, користуючись вказівками п. 4 – 14.
Таблиця 5.1
№ | R | m | r | a | t | tсер | T | v | Ii | I | Vi | V | ||
1 | 2 | 3 | ||||||||||||
5.6 Контрольні запитання
1. Дайте визначення моменту інерції.
2. Сформулюйте теорему Штейнера.
3. Запишіть основний закон динаміки обертального руху.
4. Запишіть закон збереження моменту імпульсу для даної роботи.
5. Запишіть і сформулюйте закон збереження енергії стосовно до даної роботи.
6. Виведіть робочу формулу для визначення:
кутової швидкості маятника;
моменту інерції маятника;
швидкості снаряда.
5.7 Література
1. Савельев И.В. Курс общей физики: В 2 т. – М.: Наука, 1982. – T.1. – § 29, 39.
2. Кортнев А.В., Рублёв Ю.B., Куценко А.Н. Практикум по физике. – М.: Высш. шк., 1963. – С.103.