II. Выполнение работы.

Задание 1. Подбор расстояний r_c1 и r_c2, при которых .

Подвижные грузы укрепляют на стержне в несимметричных положениях (рис.2): один груз - у конца стержня, другой – вблизи его центра.

Приближенно определяют положение центра масс с маятника. Одна из призм укрепляется справа на наибольшем, возможном расстоянии r_c1 от центра масс (вблизи конца стержня). Вторая – по другую сторону от центра масс, вблизи точки С. В этом положении определяется время 25 малых колебаний маятника (угол отклонения не более 4-5⁰).

Затем, не меняя положение грузов (маятник переворачивают), определяют время 25 малых колебаний. Если оказалось, что более чем на 0, 2с, то вторую призму передвигают дальше от центра масс и снова измеряют и . Следует учесть, что при изменении положения призм меняется как t_(rc1) так и t_(rc2). Поэтому нужно регулярно переворачивать маятник до тех пор пока . При такой разности и периоды совпадают с точностью до 10^-2-10^-3с. Установка готова к проведению работы.

Задание 2. Определение ускорения свободного падения.

1. Определите время 50 колебаний (трижды) t(r_c1) и t(r_c2). Заполните таблицу.

2. Измерьте расстояние (r_c1+r_c2).

Таблица

№ п/п	с	с			(м/с2)
Ср.

3. Вычислите ускорение свободного падения по формуле (9).

4. Запишите погрешности измерений приборов (секундомера и линейки).

5. Рассчитайте относительную погрешность методом дифференцирования и определите доверительный интервал . Запишите окончательный результат.

Задание 3. Определение положения центра инерции маятника.

Маятник: длина стержня 1, 25м, масса m_ст=0, 260 кг; масса призм равна 0, 22 кг и 0, 175 кг; массы чечевиц 0, 930 кг и 1, 44 кг.

По этим данным и расстояниям всех грузов от одного из концов стержня (измерьте) определите теоретическое значение центра масс. Сравните его со значением положения центра масс, найденным экспериментально на маятнике, с которым проводился расчет g.

Вопросы.

1. Дайте определения физических величин: момент силы, момент инерции, момент импульса тел относительно оси; их направление?

2. Сформулируйте уравнение моментов.

3. Выведите формулу периода колебания физического маятника.

4. Какую величину называют приведенной длиной физического маятника?

5. Какой маятник называется оборотным? Его достоинство при определении g?

6. Выведите формулу для определения g методом оборотного маятника.

7. Можно ли определить g, используя теорему Штейнера и зная момент инерции дисков (чечевиц). Почему?

8. Как определяется абсолютная погрешность периода колебаний.

9. Какая из величин в лабораторной работе определяется с меньшей точностью: Т или (r_c1+r_c2)?

10.Есть ли смысл для увеличения точности определения g добиваться полного совпадения периодов ? Почему?

11.Докажите. Что при периоды колебаний можно считать равными с точностью до 10^-3с?

12.Зависят ли периоды колебаний физического, оборотного маятников от их массы?

13.Получите формулу для определения при косвенных измерениях.

14.Как определить центр инерции маятника экспериментально и теоретически по известным параметрам маятника?

Литература.

1. Сивухин А.В. «Общей курс физики» т.1. Механика. М., 1976г., стр. 166-170, 172-173, 209-213.

2. Архангельский М.М. «Курс физики». Механика. М., 1975г., стр. 297, 301-305, 315-316, 327-328.

3. Александров Н.В., Яшкин А.Я. «Курс общей физики». Механика. М., 1978г., стр. 335-336.

4. Трофимова Т.И. «Курс физики». М., 1990г.

5. Савельев И.В. «Курс физики» т.1. Механика. Молекулярная физика. М.. 1989г., стр. 101-107.

6. Гершензон Е.М., Малов Н.Н. «Курс общей физики». Механика. М., 1979г., стр. 85-89.

7. Каленков С.Г., Соломахо Г.И. «Практикум по физике». Механика. Москва 1990г., стр.78-83.