3

326 Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki

41.3. Przeprowadzenie pomiarów

1.    Zablokować wężyk wyzwałacza w pozycji „wciśnięty”.

2.    Ostrożnie nawinąć linki, na których jest zawieszony krążek na jego oś i zablokować go w górnym położeniu.

3. Ustawić fotobramkę na żądanej wysokości tak, aby oś krążka Maxwella przy

spadku przecinała światło fotokomórki (wiązka światła jest niewidoczna, gdyż fotokomórka działa na podczerwień) i nie uderzała w samą bramkę.

4.    Za pomocą znaczników liniału ustalić górne położenie krążka Maxwella oraz fotokomórki. Ich różnica określa długość h drogi opadania krążka Maxwella.

5.    Wcisnąć przycisk „Set" na bramce. W polu wyświetlania bramki powinny zapalić się trzy kroplo.

6.    Zwolnić blokadę wężyka wyzwalacza i gdy koło rozwijając się z nici zacznie opadać, ponownie nacisnąć wężyk. Trzymać wężyk w pozycji wciśniętej, aż do momentu przecięcia strumienia światła wiązki fotokomórki przez oś krążka Max-wella i ukazania się na wyświetlaczu wyniku pomiaru czasu spadania krążka.

7.    Czynności 1-6 powtórzyć pięciokrotnie.

8.    Zmieniając położenia fotobramki przez przesuwanie jej wzdłuż statywu, ustalić pięć różnych długości dróg opadania krążka h różniących się o około 10 cm i dla każdej drogi powtórzyć czynności 1-7.

41.4. Opracowanie wyników pomiarów

1.    Dla każdej serii pomiarowej odpowiadającej danej długości drogi opadania krążka h obliczyć średni czas spadania T i niepewność standardową wyznaczenia czasu u(f) na podstawie wzoru (W.7).

2.    Obliczyć dla każdej drogi h przyspieszenie liniowe spadku krążka a ze wzoru

Niepewność standardową n(/i) obliczyć ze wzoru (W.7), uwzględniając oszacowaną podczas pomiaru niepewność maksymalną wyznaczenia h.

3. Obliczyć dla każdej drogi h końcową prędkość ruchu postępowego ze wzoru: v, = a ■ i oraz niepewność złożoną bezwzględną prędkości końcowej w oparciu o poniższy wzór:

Obliczyć dla każdej drogi h końcową energię kinetyczną ruchu postępowego:    = — • v* oraz bezwzględną niepewność złożoną wyznaczenia energii

w oparciu o wzór:

^mc(^£*)=j| ■ "(^,w) i + 0” ^v« «c(^vt

5. Obliczyć ze wzoru (41.4) dla każdej drogi h moment bezwładności krążka J_a oraz jego niepewność bezwzględną złożoną w oparciu o wzór:

6. Obliczyć ze wzoru (41.1) dla każdej drogi h przyśpieszenie kątowe e spadku krążka oraz jego niepewność złożoną bezwzględną z poniższego wzoru:

u_c(£) =

7.    Obliczyć ze wzoru (41.8) moment bezwładności krążka /„ i porównać otrzymany wynik z wynikiem otrzymanym w punkcie 6. Wyciągnąć odpowiedni wniosek.

8.    Obliczyć dla każdej drogi h końcową prędkość kątową krążka: ty, = e -7 oraz jej bezwzględną niepewność złożoną w oparciu o poniższy wzór:

M_c(oł,) = yjie-uiof +(7-u_c(e)f

9. Obliczyć dla każdej drogi h końcową energię kinetyczną ruchu obrotowego • co, oraz jej bezwzględną niepewność złożoną w oparciu o poniższy

wzór:

«c(Ą.) =    Ifei

10.    Obliczyć dla każdej drogi h stosunek energii kinetycznych ruchu obrotowego do postępowego ze wzoru:

11.    Obliczyć dla każdego położenia krążka początkową energię potencjalną krą/ ka E_p= mgh oraz jej bezwzględną niepewność złożoną w oparciu o poniższy wzór: