Экспериментальная часть

В процессе выполнения работы необходимо с помощью электронного секундомера 5 раз измерить время t прохождения маятником заданного расстояния h(рис. 1.1). Кроме того, штангенциркулем измеряются диаметры стержня d и диска D маятника. Все результаты заносятся в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

h	t	<t>	Δt		J	ΔJ	ε	Jтеор
м	с	с	с		кг∙м2	кг∙м2	%	кг∙м2
d = D =				mСТ = 0,019 кг mд = 0,100 кг m = 0,119 кг

Студент(ка) гр. ____ _________________________________ (указать ФИО)

Дата выполнения _________ Преподаватель _________________

Обработка результатов измерений

1. Найти среднее значение времени

<t> =

2. Найти отклонения результатов каждого измерения от среднего

Δt₁ =

Δt₂ =

Δt₃ =

Δt₄ =

Δt₅ =

3. Найти среднюю квадратичную погрешность

4. Задать надежность α (0,9 или 0,95) и в таблице найти коэффициент Стьюдента t_α = при α =

5. Найти случайную погрешность измерения времени

∆t_сл = t_α·S_t =

6. Найти приборную погрешность Δt_пр =

7. Найти абсолютную погрешность

Результат занести в табл. 1.1.

8. Вычислить экспериментальное значение момента инерции маятника по формуле (1.5), используя для расчета <t>

J =

9. Оценить абсолютную погрешность момента инерции маятника ΔJ по приближенной формуле, полученной по методике оценки погрешности при косвенных измерениях. Погрешности Δd, Δm и Δh оценить в соответствии с правилами теории погрешностей:

Δd = Δm = Δh =

10. Найти относительную погрешность измерения момента инерции по формуле:

Результаты расчетов занести в таблицу 1.1.

11. Вычислить теоретическое значение момента инерции маятника по формуле (1.6) и результат занести в таблицу 1.1.

J_теор=

Выводы

1. Изучен метод определения……………………………………………..

……………………, основанный на применении закона……………..

……………………………………………………………………………

2. В процессе выполнения работы измерены:…………………………..

……………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………….

3. Обработка результатов измерений проведена по методике ……..

…………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………….

4. Получено экспериментальное значение ……………………………….

……………………………………………………………………………..

J = ( ± ) кг∙м²

ε = %

α =

5. Рассчитано теоретическое значение ……………………………………..

……………………………………………………………………………….

J_теор=

6. Экспериментальное и теоретическое значения момента инерции маятника (совпадают, совпадают с учетом погрешности измерений, не совпадают – почему – высказать предположение)……………………………....

……………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………….

Омский государственный технический университет

Кафедра физики

Отчёт

по лабораторной работе №1-2

МАШИНА АТВУДА

Выполнил(а):

студент группы _____________________

____________________________________

Проверил(а): ________________________

____________________________________

Дата сдачи отчета:_____________________

Лабораторная работа № 1-2

МАШИНА АТВУДА

Цель работы: изучение равноускоренного движения, определение ускорения свободного падения.

Приборы и принадлежности: лабораторная установка «Машина Атвуда, электронный блок, набор грузов.

Краткая теория

Прибор, называемый машиной Атвуда, предназначен для исследования законов движения тел в поле силы тяготения. Используя прибор Атвуда, можно с помощью законов кинематики и динамики опытным путем определить ускорение свободного падения. Схематически машина Атвуда показана на рис. 2.1.

Уравнения движения тел в проекциях на оси (см. рис. 2.1) имеют вид:

Для первого тела:

(2.1)

Для второго тела:

(2.2)

Для блока:

(2.3)

Решая систему этих уравнений совместно относительно ускорения тел а, получаем выражение для расчета ускорения:

(2.6)

При равноускоренном движении грузов их ускорение можно определить по формуле кинематики:

(2.7)

Тогда из формулы (2.6) с учетом (2.7) получаем формулу для расчета ускорения свободного падения g:

(2.8)

В этой формуле:

m - …………………………………………………………………………………...

m₀ - ………………………………………………………………………………….

- …………………………………………………………………………………

S - ……………………………………………………………………………………

t - …………………………………………………………………………………….