Короткі теоретичні відомості

Якщо нитку з причепленим важком намотати на шків колеса, то в такому положенні на висоті h важок матиме запас потенціальної енергії mgh (m -маса важка). При повному опусканні важка в нижню точку підвісу весь запас потенціальної енергії переходить в кінетичну енергію поступального руху

важка (v - швидкість важка в нижній точці підвісу), кінетичну енергію

обертового руху колеса ( - кутова швидкість колеса)та витрачається на

виконання роботи А силами тертя опору колеса

(1)

Швидкість важка в нижній точці підвісу визначаємо за законом рівноприскореного руху:

(2)

Кутову швидкість колеса виражаємо через лінійну швидкість важка:

(3)

t - час опускання важка з висоти h в нижню точку

R - радіус шківа, на який намотується нитка

Підставивши (2) і (3) в (1) дістанемо формулу для обчислення роботи на подолання сил тертя:

(4)

де І - момент інерції маятника Обербека, який знаходиться за формулою:

(5)

mc - маса стержня mc = 0,045 кг

- довжина стержня, = 0,225м

m - маса важка, m =0,122 кг

R - радіус шківа, R=0,042 м

 

ОПИС ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ

Маятник Обербека - це інерційне колесо, до якого прикріплено чотири стержні, з'єднані в хрестовину. На вертикальній колоні 1, яка закріплена на основі 2, знаходиться нерухомий З i рухомий 4 кронштейни, а також нерухомі втулки 5,6. Горизонтальність приладу забезпечується опорами 7, які регулюються за висотою. На основі нерухомої втулки 5 закріплено блок із двохстепеневим диском 9, до якого прив'язано мотузку з важком 10, та чотирма стержнями 14, розміщеними перпендикулярно до осі диска. На кронштейнах закріплено фотоелектричні датчики 11,12 , за допомогою яких вмикається та вимикається єлектросекундомір 13.

Порядок виконання роботи

1. Перевірити, чи перекинуто нитку через блок 8.

2. Ввімкнути прилад в мережу (в присутності викладача)

3. Послідовно натиснути клавіші "сеть", "пуск"', '"сорос"

4. Крутячи маятник рукою за стержні проти руху годинникової стрілки,
намотати нитку на більший шків так, щоб важок знаходився на рівні
верхньої площини кронштейна 4.

5. Притримуючи стержні хрестовини маятника в такому стані, натиснути
клавішу "Пуск". Стержні відпустити. Увага! При обертанні стержнів
хрестовини маятника зручну прилад має обертатися легко. Це можливо
тільки при натиснутій клавіші "Пуск". Якщо прилад в такому стані
вільно не обертається, необхідно натиснути та відпустити клавішу
"Сброс".

6. Натиснути клавішу "Пуск", Важок почне опускатись і зупиниться на
амортизаційній підставці.

7. Покази секундоміра занести до звітної таблиці. Повторити досліди 5
раз.

8 За формулою (4) обчислити роботу сил тертя, одержані результати занести до таблиці


 

 

 

 

 

 

 

 

№ , м t, с , Дж , Дж , Дж Е, Дж
           
       
       
       
       
Сер            

9. Обчислити середнє арифметичне значення роботи.

10. Обчислити середнє квадратичне відхилення:

11. Обчислити довірчий інтервал:

12. Запишіть остаточний результат у такому вигляді

13. Визначіть відносну похибку обчислень

14. Зробіть висновок