1. Визначити масу маятника Максвела m0, яка є сумою мас стержня і диска. Значення останніх вибиті на маятнику.
2. Виміряти за допомогою штангенциркуля радіус r стержня маятника Максвела.
3. Взяти у викладача три значення шляху руху маятника h. Записати значення m0, r і h у табл. 6.1.
4. Намотуючи нитки, підняти маятник Максвела на першу задану висоту h и зафіксувати його за допомогою фіксуючого пристрою.
5. Натиснувши кнопку ПУСК, звільнити маятник. При цьому автоматично включиться цифровий секундомір, який покаже час першого падіння маятника t.
6. Двічі виконати п. 4 – 5. Цим самим ми знайшли три значення часу руху маятника t, які відповідають першому з трьох значень h.
7. Знайти середнє значення часу t. За формулою (6.4) обчислити прискорення поступального руху маятника Максвела a0.
8. За формулою (6.5) обчислити момент інерції маятника Максвела I0. Результати вимірювань і обчислень занести у табл. 6.1.
9. Повторити п. 4 – 8 для двох інших значень шляху h.
10. Обчислити середнє значення момента інерції маятника I0сер.
11. Закріпивши на диску маятника кільце і визначити масу кільця.
12. Повторити дії, які вказані в п.4 – 9, для тих же значень h, але для системи “маятник + кільце”. Прискорення aс і момент інерції Iс системи обчислювати за формулами (6.4) і (6.6) відповідно. Результати вимірювань і обчислень записати у табл. 6.2.
13. Обчислити середнє значення момента інерції системи Iс сер.
14. Використавши середні значення моментів інерції системи Iс сер та маятника I0сер, за формулою (6.7) обчислити момент інерції кільця Ik.
Таблиця 6.1
| № | mo | R | h | t | tсер | a0 | I0 | I0сер |
Таблиця 6.2
| № | mк | h | t | tсер | aс | Iс | Iс сер | Iк |
6.6 Контрольні запитання
1. Що називається моментом інерції матеріальної точки, абсолютно твердого тіла?
2. Що називається центром інерції системи матеріальних точок?
3. Запишіть:
основне рівняння динаміки поступального руху;
основне рівняння динаміки обертального руху.
4. Сформулюйте теорему Штейнера.
5. Приведіть вирази для кінетичної енергії тіла, яке рухається поступально й обертально.
6. Сформулюйте закон збереження повної механічної енергії.
7. Виведіть робочу формулу для обчислення моменту інерції маятника Максвела.
6.7 Література
1. Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1989. –Ч.1.
2. Иверонова В.И. Физический практикум. – М.: Наука, 1967.