Измерения и обработка результатов
Проверить, как это следует из уравнения (4), пропорциональность углового ускорения вращающему моменту, т.е. правильность соотношения, следующего из основного закона динамики вращательного движения.
(8)
Для этого необходимо:
1. Все четыре груза m сдвинуть к центру маятника Обербека.
2. Диаметр малого шкива Dм = 18.05×10–3 м; диаметр большого шкива
Dб = 35.25×10 – 3 м.
3. Груз m1 = 0,1 кг прикрепить к нити и намотать ее на шкив прибора, подняв груз в начало отсчета (так, чтобы низ груза оказался на уровне верхнего деления шкалы).
4. Отпустив груз, включить секундомер и измерить время t, за которое груз опустится на расстояние h. Измерения провести трижды, вычислив среднее значение времени < t>.
5. Результаты измерений занести в журнал наблюдений.
6. По формуле 
определить угловое ускорение e1, по формуле
– момент силы М1;
7. Полученные значения e1 и М1занести в журнал наблюдений 1;
8. Заменив груз m1 грузом m2 = 0,2 кг, повторить опыт и вычислить e2 и М2.
9. Результаты измерений и вычислений второго опыта записать в журнал наблюдений (пп.1-6).
10. Все четыре груза m сдвинуть к концу маятника Обербека (масса четырех грузов, закрепленных на маятнике Обербека 4m = 0,69 кг).
11. Повторить измерения с грузом m2 = 0,2 кг согласно пунктам 2, 4 -7.
12. Результаты измерений и вычислений третьего опыта записать в журнал наблюдений (пп.7-9).
13. Проверить пропорциональность угловых ускорений вращающим моментам и сделать вывод о выполнении основного закона динамики вращательного движения.
14. Используя теорию погрешностей, определить абсолютную Δt и относительную δ погрешности прямого измерения времени.
Журнал наблюдений
| № п/п | m1,2 кг | r, м | h, м | t, с | < t >, c | e1,2, с–2 | M1,2, Н×м | e1 / e2 | M1 / M2 |
| 0,10 | |||||||||
| 0,20 | |||||||||
| № п/п | m2 кг | r, м | h, м | t, с | < t >, c | e3, с–2 | M3, Н×м | e1 / e3 | M1 / M3 |
| 0,20 | |||||||||
Контрольные вопросы
1. Перечислите виды вращательного движения твердого тела.
2. Какими физическими величинами характеризуется кинематика и динамика вращательного движения твердого тела?
3. Угловая скорость и угловое ускорение, единицы их измерения?
4. Укажите связь между кинематическими величинами, характеризующими поступательное и вращательное движение твердого тела.
5. Момент силы, единица его измерения?
6. Что называется моментом инерции тела, единица его измерения? Момент инерции материальной точки.
7. Сформулируйте основной закон динамики вращательного движения твердого тела, запишите его математические формулы.
8. Момент импульса, единица его измерения? Сформулируйте закон сохранения момента импульса.
9. Объясните, почему в третьем опыте (пп. 7-9 журнала наблюдений) не выполняется соотношение (8).
Литература
1. Кортнев А.В., Рублев Ю.В., Куценко А.Н. Практикум по физике. - Высш. школа, 1965.
2. Майсова Н.Н. Практикум по курсу общей физики.- М.: Высш. школа, 1970.
3. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3-х т. М.: Наука, 1982. Т.1.
4. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш. Школа, 1985.
5. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1985.