Физический практикум
Описание установки метода измерений
жүктеу/скачать 5.36 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Формула погрешности
| Описание установки метода измерений
Маятник Обербека представляет собой крестовину (рисунок 3), состоящую из четырех стержней, прикрепленных к втулке. Рисунок 3 А-втулка, В-стержень, С-грузы, свободно перемещаемые вдоль стержня, О-ось вращения. На стержни насаживают одинаковые грузы, которые могут быть закреплены на различных расстояниях от оси вращения. На втулку радиусом r наматывается шнур, к свободному концу которого прикрепляется груз весом , приводящий всю систему в равноускоренное движение. Для определения момента инерции необходимо найти вращающий момент М и угловое ускорение . Так как сила натяжения нити FН является касательной по отношению к втулке (шкиву), то есть , (5) где D – диаметр втулки. Для определения силы натяжения рассмотрим движение вертикально опускающегося груза. Его ускорение а является результатом действия двух сил (рисунок 2), mg – сила тяжести и FН – сила натяжения, т.е. ma=mg- FН, где m – масса движущегося груза. Отсюда FН=(mg-ma), тогда (6) Ускорение а по отношению к вращающему шкиву является касательным. Его модуль связан с угловым ускорением или , где а – касательное (тангенциальное) ускорение. Измеряя время равноускоренного движения без начальной скорости груза m на пути h, найдем , зная, что уравнение движения . Тогда (7) Подставляя значения М, а, ε в (6), получим после преобразований рабочую формулу , (8) где J - момент инерции, кгּм2 m - масса груза, кг, g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с2, t - время движения груза, с, h - расстояние, проходимое грузом за время t, м, D - диаметр шкива, на который намотана нить, м. Формула погрешностиΔJ =t(n) ε = , (9) где J- абсолютная погрешность момента инерции, т.е. граница доверительного интервала, кг∙м2, – относительная погрешность, t(n) - коэффициент Стьюдента для 3х измерений равен 4,3, Ji - момент инерции отдельного измерения, n - число измерений. жүктеу/скачать 5.36 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|