«Маятник Обербека»

IV. Порядок выполнения работы и обработка ее результатов.
1. Получите у преподавателя допуск к выполнению лабораторной работы и номер своего варианта.

№ варианта	1	2	3	4
Радиус шкива	50 мм	50 мм	20 мм	20 мм
Расположение грузов на маховике	1	2	1	2

Расположение 1 Расположение 2

В расположении 1 грузики находятся на концах четырех стержней. В расположении 2 концы всех четырех стержней выступают на один сантиметр за основания цилиндрических грузиков.

2. Занесите в табл. 1 радиус шкива R.
Таблица 1.

R, м	h, м

3. Проверьте, на какой шкив намотана нить. Если нить намотана не на Ваш шкив, освободите свисающий конец нити от грузов и смотайте нить со шкива, потянув за этот свисающий конец. При этом маховик будет вращаться по часовой стрелке. Смотав нить, вытащите оставшийся конец нити из прорезей шкива. Обратите внимание на то, что с одной стороны нить заканчивается узелком для крепления в прорезях шкива, а с другой стороны она заканчивается петлей для подвеса грузов.

Рис. 3.

4. Вставьте конец нити с узелком в прорези заданного в Вашем варианте шкива, как это показано на рис. 3. Сама нить должна поместиться в пазу шкива. Держа нить с небольшим натяжением в одной руке, другой рукой вращайте маховик против часовой стрелки. При этом нить будет наматываться на шкив по часовой стрелке. Оставьте часть нити (примерно 30 см) для подвеса груза. Свободный конец нити должен висеть отвесно, не задевая деталей установки. Проверьте, так ли это, и проследите, чтобы нить была хорошо натянута. К свободному концу нити прикрепите основу для грузов. При этом основа должна покоиться на опоре.
5. Установите на основу грузы так, чтобы общая масса основы и груза составила от 80 до 100 г. Занесите значение общей массы в первую колонку табл. 2. Во вторую колонку занесите вычисленное значение момента инерции маховика I.
6. Вращая крестовину маховика рукой против часовой стрелки, поднимите груз. Придерживайте крестовину рукой. Зафиксируйте с помощью фиксатора начальное положение основы для грузов так, чтобы расстояние от нижней плоскости основы до опоры равнялось установленной величине. Это расстояние, равное высоте h падения груза, не должно изменяться в ходе работы.

Таблица 2.

m, г	I, г•м^2	τ1, с	τ2, с	τ3, с	τ4, с	τ5, с	τср, с	M, Н·м	ε, 1/с^2

7. Включите питание электронного блока с помощью тумблера, расположенного на задней панели устройства. Загорится табло индикации.

8. Дождитесь, пока груз перестанет колебаться и полностью остановится. Нажмите кнопку «Пуск» на передней панели электронного блока. На экране прибора начнётся отсчёт времени падения груза. После того, как груз пересечёт линию фотодатчиков, расположенных в кронштейне, сработает электрофиксатор и груз будет автоматически остановлен.
9. Полученное значение времени падения груза τ₁ запишите в 3-ю колонку таблицы 2.
10. Повторите действия пункта 6.
11. Нажмите кнопку «Сброс» на передней панели электронного блока. Произойдёт обнуление полученного значения времени падения груза на экране прибора, и сработает электро-фиксатор маятника.
12. Повторите действия пункта 8.
13. Запишите новое значение времени падения груза τ₂ в 4-ю колонку таблицы 2.
14. Повторите действия пунктов 10 – 13 в общей сложности 5 раз.
15. Представьте результаты измерений на подпись преподавателю.
16. Посчитайте для каждой пары значений (m, τ) значение углового ускорения ε по формуле (6). В качестве τ возьмите среднее его значение. Занесите значения углового ускорения в табл. 2.
17. Посчитайте для каждой пары значений (m, τ) значение вращающего момента M по формуле (7). Занесите эти значения в табл. 2.
18. Оцените доверительные погрешности косвенных измерений углового ускорения и вращающего момента с надежностью (доверительной вероятностью) α = 0,9 по методике Лаб. Раб.№1.
Указание: при оценке погрешностей косвенных измерений нужно учитывать относительную погрешность измерения времени δ_t и относительную погрешность измерения расстояния δ_S. Относительная погрешность измерения расстояния δ_S весьма мала, δ_S ⁓ 1мм/500мм, поэтому этой величиной можно пренебречь по сравнению с относительной погрешностью измерения времени δ_t .