Sprawozdanie z ćwiczenia nr 8

                                          Pomiar momentu bezwładności wahadła Maxwella.

  Zagadnienia do samodzielnego opracowania:

1. Pojęcie punktu materialnego.

2. Model bryły sztywnej.

3. Ruch postępowy i obrotowy bryły sztywnej.

4. Moment bezwładności bryły sztywnej.

              W mechanice klasycznej ważną rolę odgrywa zasada zachowania energii mechanicznej. Jeżeli układ potraktujemy jako układ zamknięty, to w miarę ruchu elementów tego układu może nastąpić zmiana energii potencjalnej w kinetyczną i na odwrót. Jako przykład można rozważyć tzw. wahadło Maxwella, które jest krążkiem zamocowanym na osi i zawieszonym bifilarnie na wysokości h. W tym położeniu krążek ma energię potencjalną .uwolniony z podparcia krążek spada pod własnym ciężarem wykonując ruch obrotowy i postępowym, a tym samym jego energia składa się z dwóch członów tj. energii kinetycznej ruchu postępowego i energii kinetycznej ruchu obrotowego. Zasada zachowania energii wyraża się wzorem:

                            mgh= mv2/2+Iw2/2

              Jeżeli założymy że ruch środka masy krążka jest ruchem jednostajnie przyśpieszonym, bez prędkości początkowej to z równań: V=a×t , h=at2/2 otrzymujemy : V=2h/t. Moment bezwładności wahadła Maxwella wyliczamy ze wzoru: I=mr2[gt2/2h-1]. Na wynik obliczeń momentu bezwładności mają wpływ zarówno niedokładności pomiarów , jak i brak spełnienia założeń dotyczących zasad zachowania energii czy tego że, ruch jest ruchem jednostajnie przyśpieszonym.

  Wykonanie ćwiczenia:

1. Włączyć przyrząd do sieci.

2. Na krążek wahadła nałożyć dowolnie wybrany pierścień dociskając go do oporu.

3. Skręcić na osi wahadła nić zawieszenia i unieruchomić je przy pomocy elektromagnesu.

4. Sprawdzić czy dolna część pierścienia pokrywa się z zerem na skali naniesionej na kolumnę. W przypadku nie spełnienia powyższego warunku odkręcić wspornik górny i wyregulować wysokość ustawienia.

5. Nacisnąć przełącznik W1 w celu wyzerowania przyrządu i wcisnąć przełącznik W2.

6. Odczytać zmierzoną wartość czasu spadania wahadła.

7. Powtórzyć pomiar dziesięć razy, w celu wyznaczenia wartości średniej.

8. Pomiary powtórzyć dla innego pierścienia.