4

28fi Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki

jest co najmniej jeden dodatkowy ciężarek. Przycisk ten włącza jednocześnie zegar elektroniczny, który mierzy czas pomiędzy wyłączeniem prądu elektromagnesu a przecięciem przez ciężarek B światła padającego na fotokomórkę. Drogę ruchu ciężarków zmieniamy poprzez położenie fotokomórki.

Do osi bloczka można przymocować metalowy pierścień, którego moment bezwładności należy wyznaczyć. Parametry pierścienia i układu bloczka są nastę-pującc.

Parametry układu:    Parametry pierścienia:

r = (98 ± 1) mm 2M = (507 ±1) g m = (15.3 ±0,1) g

m_p=(200l±l)g R, =(100±0,5)g R, = (164 ±0,5) g

36.3. Przeprowadzenie pomiarów

1.    Zaznajomić się z działaniem układu pomiarowego.

2.    Włączyć „Polydigit 1" przez wciśnięcie przycisku (1), przycisku 1000 Hz i przycisku .Sieć’ w zasilaczu żarówek fotokomórek.

3.    Ciężarek A opuścić do zetknięcia się z elektromagnesem.

4.    Opuścić fotokomórkę (kręcąc korbą) na odległość S równą 90 cm. Odległość S mierzymy od dolnej fotokomórki do górnej krawędzi ciała B. Uwzględniając warunki wykonywania pomiaru, oszacować niepewność maksymalną bezwzględną pomiaru odległości AS, a następnie ze wzoru (W.8) obliczyć niepewność standardową tego pomiaru.

5.    Obciążyć ciężarek B jednym dodatkowym ciężarkiem.

6.    Przyciskiem „Messen" wyłączyć elektromagnes (jednocześnie włącza się pomiar czasu). W momencie przecięcia przez ciężarek B wiązki światła padającego na dolną fotokomórkę pomiar czasu jest zatrzymany i czas t przebycia drogi S jest wyświetlany na przyrządzie .Polydigit 1”. Wynik pomiaru czasu wpisać do tabeli zbudowanej według wzorca (36.1).

7.    Ciężarek B przesunąć do góry do momentu, aż ciężarek A ponownie zetknie się z elektromagnesem, uważając aby nic przeciąć wiązki świata dolnej fotokomórki. Przyciskiem „Messen" włączyć elektromagnes. Powtórzyć dziesięciokrotnie pomiary czasu spadku zgodnie z punktem 6.

8.    Według punktów 6-7 wykonać pomiary przy obciążeniu ciała B odpowiednio dwoma i trzema dodatkowymi ciężarkami.

9.    Założyć na oś bloczka metalowy pierścień i powtórzyć pomiary wg punktów 6-8. Wyniki pomiaru czasu wpisać do tabeli zbudowanej według wzorca (36.1).

Tabela 36,1. Czas ruchu clftarkiwna drodze S iii maszynie Alwooda

obciążenie dodatkowe	m Ml	■na	l«l	Jici	usi l	*10 M	'i, Ul	u(f) (•i	s M	as L N
bloczek beż dodatkowego pierścienia
1 ciężarek
2 ciężarki
3 ciężarki
bloczek z dodatkowym pierścieniem
1 ciężarek
2 ciężarki
3'.ciężarki

36.4. Opracowanie wyników pomiarów

1.    Obliczyć średni czas ruchu dla każdej serii pomiarowej i obliczyć niepewność standardową pomiaru czasu.

2.    Dla każdej serii pomiarowej wyznaczyć a przyspieszenie układu zgodnie ze wzorem (36.14) oraz niepewność złożoną względną, korzystając z poniższego wzoru wyprowadzonego w oparciu o prawo przenoszenia niepewności:

mĘgm ^

3.    Na podstawie wzoru (36.13) dla każdej serii pomiarowej obliczyć wartości momentu bezwładności układu bez pierścienia /„ i z pierścieniem J_r

4.    Obliczyć moment bezwładności pierścienia l_b zgodnie ze wzorem (36.16) dla obciążenia jednym, dwoma i trzema dodatkowymi ciężarkami, a następnie średnią wartość z trzech obliczonych wartości

5.    Przyjmując, że wielkości m.Mig nie są obarczone błędami, korzystając z zasady przenoszenia niepewności, obliczyć niepewność złożoną bezwzględną momentów bezwładności /„ i ]_c (wzór (W.12)).

6.    Obliczyć niepewność złożoną bezwzględną momentu bezwładności pierścienia /(, jako sumę geometryczną niepewności bezwzględnych momentów bezwładności /„ i J_c:

(36.18)

«c(4)=A(^y.)^l+"M)^J

7.    Wyniki obliczeń zapisać w tabeli według wzorca (36.2).