3. Описание экспериментальной установки
7
2
1
8
3
6
3
4
5
9
рис. 2.
Экспериментальная установка представлена на рис.2.
На вертикальной стойке 1 закреплены верхний 2 и нижний 3 кронштейны. На нижнем кронштейне закреплены левая 4 и правая 5 шкалы. По правой шкале определяется начальный угол отклонения правого шара, по левой – угол отклонения левого шара после соударения. Стальные шары 6 подвешены с помощью токопроводящих подвесов 7 на штанге кронштейна 2. На правой шкале 5 смонтирован электромагнит 8. Электромагнит удерживает правый шар в выбранном начальном положении. Миллисекундомер 9 предназначен для определения времени соударения шаров контактным способом. В корпусе миллисекундомера смонтирован также блок питания электромагнита.
Включение электромагнита происходит одновременно с нажатием клавиши «сеть» на панели милисекундомера. При нажатии клавиши «пуск» электромагнит отключается от питания, шар освобождается. Счет времени идет при наличии электрического контакта между шарами. Миллисекундомер фиксирует только время первого соударения.
4. Данные установки и таблица результатов измерений
Массы шаров m1 = m2 = m = 120 г
Длина подвеса шаров l1 = l2 = l = 50 см
Ускорение свободного падения g = 9,8 м/с2
Абсолютная погрешность изменения массы m = 0,5 кг
Абсолютная погрешность изменения длины l = 0,05см
Погрешность установки углов 1 и 2 не более = 0,25 град∙0,5
g = 0,05 м/с2
№ |
1 = 5 |
2 = 10 |
||
1, с |
1`, град |
2, с |
2`,град |
|
1 |
0,143 |
4,5 |
0,123 |
8,75 |
2 |
0,134 |
4,75 |
0,118 |
9,0 |
3 |
0,146 |
4,75 |
0,113 |
8,75 |
4 |
0,146 |
4,5 |
0,120 |
8,5 |
5 |
0,140 |
4,25 |
0,119 |
9,0 |
Средин. |
0,1418 |
4,55 |
0,1186 |
8,8 |
5. Обработка результатов измерений
1) Рассчитаем средние значения 1, 2.
1 = (0,143+ 0,134 + 0,146 + 0,146 + 0,140) / 5 = 0,1418 с.
2 = (0,123 + 0,118 + 0,113 + 0,120 + 0,119) / 5 = 0,1186 с.
2)
3) Рассчитаем значения 1, 2, 1, 2.
1:
си = сл / √3 =0,002/1,732= 0,001155 с
2:
си
= сл / 3
= 1,155
10-3
4) Считая погрешности m, l, g малыми, рассчитаем относительные погрешности F1, F2 по формуле:
Значение взять в радианах.
5) Рассчитаем абсолютные погрешности F1 и F2.
F1 = F1 F1 = 0,0373 0,160 = 0,005968 Н
F2 = F2 F2 = 0,0968 0,194 = 0,01537 Н
6) Запишем результат счета сил взаимодействия с учетом погрешности и с указанием на доверительную вероятность.
F1 = 0,16 0,006 Н
F2 = 0,39 0,014 Н при P=0,95
7)Используя формулу (10), оценим долю механической энергии, перешедшей в другие виды энергии в результате соударения.
