измерений

1. Повернуть верхний кронштейн на 180°.

2. Зафиксировать ролики на стержне так, чтобы один из них находился вблизи конца стержня, а другой – вблизи его середины.

3. Ножи маятника закрепить по обеим сторонам центра тяжести так, чтобы они были обращены друг к другу лезвиями. При этом один из ножей поместить вблизи свободного конца стержня, а второй – на половине расстояния между роликами.

4. Проверить совпадение граней лезвий ножей с нарезками на стержне.

5. Закрепить маятник на вкладыше верхнего кронштейна на ноже, находящемся вблизи конца стержня (положение 1).

6. Нижний кронштейн с фотоэлектрическим датчиком разместить так, чтобы стержень маятника пересекал оптическую ось.

7. Отклонить маятник на 3 ÷ 5° от положения равновесия иотпустить.

8. Нажать клавишу «сброс».

9. После подсчета измерений n полных колебаний (не менее 10) нажать клавишу «стоп» и записать время t₁. Измерения выполнить не менее 3 раз и результаты свести в табл. 6.2.

Таблица 6.2

n = 10
Положение 1	Положение 2
r, мм	0	0	10	20	30	40
t1, с	t1ср, с	t2, с	t2ср, c	t2, с	t2ср, c	t2, с	t2ср, c	t2, с	t2ср, c	t2, с	t2ср, c

 

10. Перевернуть маятник и поставить его на второй нож: переместить нижний кронштейн с фотоэлектрическим датчиком так, чтобы маятник пересекал оптическую ось (положение 2).

11. Измерить время t₂ n полных колебаний согласно пунктам 7, 8 и 9.

12. Перемещая второй нож через каждые 10 мм и измеряя каждый раз t₂, найти такое положение второго ножа, при котором t₂ отличается от t₁ не более чем не 0, 5%, т.е. должно выполняется условие

0, 995 < t₁/t₂ < 1, 005.

13. Определить приведенную длину l_пр оборотного маятника по числу нарезок на стержне между ножами (нарезки нанесены через 10 мм).

14. Ускорение свободного падения определить по формуле (6.11)

,

где t = 0, 5 (t₁+ t₂), а t₁ и t₂ отличаются не более чем на 0, 05 %.

При правильном отсчете всех величин погрешность определения ускорения свободного падения с помощью физического маятника не превышает одного процента.

 

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте цель работы.

2. При каких условиях колебания маятника можно считать гармоническими?

3. Что такое физический маятник?

4. Выведите формулу для периода колебаний физического маятника.

5. Что такое приведенная длина физического маятника? Как она зависит от момента инерции, массы и расстояния между точкой подвеса и центром тяжести маятника?

6. Как устроен универсальный маятник?

7. Как определяется g с помощью универсального маятника?

8. Сделайте выводы по работе.