Ad.1)
Przekształcamy wzór:
,
otrzymując wzór na moment bezwładności:
.
Podstawiając poszczególne dane(dla pręta i pierścienia) otrzymujemy momenty bezwładności:
-dla pręta
-dla pierścienia
Ad.2)
Z twierdzenia Steinera wynika zależność:
Liczymy moment bezwładności względem osi przechodzącej przez środek masy:
- dla pręta:
- dla pierścienia:
Ad.3)
Dla pręta stosujemy wzór:
m - masa pręta
l - długość pręta
Dla pierścienia używamy wzoru:
m - masa obręczy
Rz - promień zewnętrzny
Rw - promień wewnętrzny
Ad.4)
Niepewności typu A dla okresów liczymy ze wzorów:
Ad.5)
Stosujemy wzór:
-niepewność złożoną momentu bezwładności I0 dla pręta: 0,000395
-niepewność złożoną momentu bezwładności I0 dla pierścienia: 0,000085
Stosujemy wzór:
-dla pręta u(Is) = 0,00053
-dla pierścienia u(Is) = 0,00036
Ad.6)
Wg. wzoru:
Dla pręta:
u(Is(geom)) / 0,029 = [(0.001/0,65)2+(2*0.001/0,74)2]1/2
u(Is(geom)) = [(0,0000023+0,0000073)1/2]*0,0297 = 0,0030983*0,0297 = 0,000092
Dla pierścienia:
u(Is(geom)) = 0,00017
Ad.7)
Dokładniejsze wyniki otrzymaliśmy robiąc obliczenia na podstawie masy i wymiarów geometrycznych.
Ad.8)
Korzystając ze wzoru:
Dla pręta mamy:
|0,029-0,029|/[(0,000534)2+(0,000092)2]1/2
Ułamek ten jest równy zero, zatem jest to wynik poprawny.
Dla pierścienia:
|0,023-0,023|/[(0,000357)2+(0,0001693)2]1/2
Ułamek ten jest równy zero, zatem jest to wynik poprawny.
|
I0 wyznaczone z okresu drgań [kg m2] |
Is wyznaczone z twierdzenia Steinera [kg m2] |
Is wyznaczone z pomiarów geometrycznych [kg m2] |
pręt |
0,077 |
0,029 |
0,029 |
pierścień |
0,046 |
0,023 |
0,023 |
Wnioski:
Źródłem błędów był opór ośrodka, w którym poruszało się wahadło oraz niedokładność przy włączaniu i wyłączaniu stopera przez osobę prowadzącą doświadczenie.