Материал: Mekhanika_Ch2

14.2 Порядок виконання роботи № 5.1

МЕТА РОБОТИ: визначити кутове прискорення та момент сил мая­т­ника при різних значеннях падаючого вантажу і постійному моменті інерції.

ПРИЛАДИ: хрестоподібний маятник, секундомір, штангенциркуль, лінійка.

ЗАВДАННЯ ДО РОБОТИ:

- Розрахувати моменти сил М та кутове прискорення  при різнома­ні­т­них значеннях падаючого вантажу.

- Побудувати графік залежності .

- Визначити момент сили тертя М_тр. та момент інерції маятника І з одержаного графіка.

- Обчислити відносну похибку та півширину довірчого інтервалу.

1. Виміряти один раз діаметр великого шківа маятника, та визначити його радіус r.

2. Одночасно увімкнути секундомір i повернути догори держак гальма.

3. Коли розмотається шнур зі шківа, вимкнути секундомір. Записати показання секундоміра у таблицю 14.1.

4. Виміряти висоту h падіння вантажу.

5. Повторити 4 рази виміри часу t згідно пунктам 2 ÷ 3.

6. Зменшити масу падаючого вантажу m₀ на одну складову частину і зробити один раз вимір часу падіння.

7. Повторити вимірювання згідно п. 2,3,6 послідовно зменшуючи масу падаючого вантажу до однієї складової частини.

8. Після закінчення вимірювань привести устаткування у початковий стан.

Таблиця 14.1

9. Розрахувати кутове прискорення  згідно (14.4), використавши сере­днє значення часу для перших 5-ти вимірювань, а потім для на­ступних вимірів t .

10. Обчислити момент сил згідно (14.8).

11. Згідно (14.4) обчислити відносну похибку . При цьому півширину довірчого інтервалу і визначити по формулі для одинич­ного виміру, а по серії перших 5-ти вимірів.

Для штангенциркуля = 0,05 мм, v = 0,05 мм; для лiнiйки – = 1 см, v = 0,5 см; для секундоміра – = 0,1 с. Обчисливши, знайти півширину довірчого інтервалу . Результати обчислень похибок занести у таблицю 14.2.

12. Побудувати графік залежності , відкладаючи по вісі абсцис М, а по вісі ординат – . Користуючись одержаним графіком, визначити момент сили тертя і iнерцiї маятника. Графік залежності повинен перетинати вісь абсцис, положення точки пере­тину визначає величину моменту сил те­ртя, а котангенс кута нахилу графіка до вісі абсцис – момент iнерцiї маятника.

Таблиця 14.2

14.3 Порядок виконання роботи № 5.2

МЕТА РОБОТИ: визначити кутові прискорення та моменти сил маятника при різних значеннях радіусів шківів та постійному моменті інерції.

ПРИЛАДИ: хрестоподібний маятник, секундомір, штангенциркуль, лінійка.

ЗАВДАННЯ ДО РОБОТИ:

- Розрахувати кутові прискорення  та моменти сил М при різ­них значеннях радіусів шківів маятника.

- Побудувати графік залежності .

- Визначити момент сили тертя М_тр. та момент інерції маят­ника І з одержаного графіка .

- Обчислити відносну похибку та півширину довірчого ін­тервалу .

- Знайти півширину довірчого інтервалу .

1. Виміряти один раз діаметр великого шківа маятника, потім насту­п­них шкiвiв. Знайти радіуси r₁, r₂, r₃, r₄, r₅.

2.Одночасно увімкнути секундомір i повернути догори держак га­льма.

3. Верхній зріз вантажу m₀ повинен бути нижче рівня обручу маят­ника

4.Вимкнути секундомір в той момент, коли розмотається шнур зі шківу. Записати показання секундоміра.

5. Виміряти висоту h падіння вантажу.

6. Повторити 4 рази вимірювання часу t падіння вантажу згідно 2÷4. 7. Виміряти час падіння вантажу один раз на наступних шківах мая­т­ника згідно п. 2 ÷ 4. Дані вимірювань занести в таблицю 14.3.

Таблиця 14.3

8. Розрахувати кутове прискорення  за (14.4), використовуючи серед­нє для перших 5 вимірювань, а потім для наступних вимірювань t.

9. Обчислити момент сил за (14.8).

10. Виходячи з (14.8), обчислити відносну похибку для яко­гось одного вимірювання. При цьому півширину довірчого інтервалу ви­зна­чити за формулою для одиничного вимірювання, а для m₀ та g – як для табличних величин. Обчис­лити півширину довірчого інтервалу для t за серією перших п’яти вимірювань.

Для штангенциркуля – = 0,05 мм, v = 0,05 мм; лiнiйки – = 1 см, v = 0,5 см; секундоміра – = 0,01 с.

Обчисливши , знайти півширину довірчого інтервалу . Результати обчислень похибок занести до таблиці 14.4.

Таблиця 14.4