23 2

Instytut Matematyki i Fizyki

Katedra Fizyki

Kod 1. Wprowadzenie

Zasada działania przyrządu opiera się na podstawowym prawie fizyki - zasadzie zachowania energii mechanicznej układu zachowawczego. W trakcie oćwijania się nici, która

jest przymocowana do krążka, osiąga on dużą prędkość kątową. Gdy nić całkowicie się odwinie, zaczyna nawijać się z powrotem. Masa krążka wynosi M, a promień walcŁ na który jest nawinięta nić - IV = D<</2. Walec całkowicie od wija się na drodze n. w ciągu czasu t. Na tej podstawie można wyznaczyć moment bezwładności wahadła Maxwella Io< korzystając z zasady zachowania energii mechanicznej. Krążek w górnym położeniu (A) posiada energię potencjalną względem poziomu (B).

E_Ap = M-gh    (1)

gdzie M - masa wahadła.

Po przebyciu odległości h (po odwinięciu się nitki) ruchem jednostajnie przyspieszonym z przyspieszeniem ar wahadło uzyskuje energię kinetyczną ruchu postępowego i obrotowego

E_r =

Mu^:    I_o0

(2)

Porównując E_A = E_B oraz korzystając z równań ruchu moment bezwładności wahadła Maxwella ma postać:

(3) gdzie:

EV - zewnętrzna średnica osi wahadła, na którą nawinięta jest nić., t - czas spadania wahadła, h - długość wahadła (długość nici),

M - masa wahadła,

I - moment bezwładności wahadła.

2. Cel i zakres ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie momentu bezwładności wahadła Maxweiia z wykorzystaniem praw ruchu obrotowego bryły sztywnej.

SIT.

CWJCZEMEM- 23