Измерения. 1. Прежде всего установите диапазон амплитуд, в котором выполняется условие (8)

1. Прежде всего установите диапазон амплитуд, в котором выполняется условие (8). Для этого укрепите грузы на некотором расстоянии от проволоки и возбудите в системе крутильные колебания. Измеряя время нескольких (не менее 10-ти) полных колебаний, найдите период Т₁. уменьшая амплитуду вдвое, тем же способом найдите соответствующий период Т₂. если Т₁ = Т₂, то для проведения измерений можно выбрать любую амплитуду не больше первой. Если же окажется, что , то амплитуду необходимо уменьшить до такого значения , начиная с которого для всех < будет справедливо равенство Т₁ = Т₂.

2. Проверьте справедливость неравенства (7).

3. Установив грузы так, чтобы их центры масс находились на некотором расстоянии L₁ от оси системы, измерьте период, как описано выше. Если J – момент инерции без грузов, а J₁ – момент инерции грузов, то, очевидно:

. (9)

Изменив расстояние грузов до величины L₂, аналогично получим:

. (10)

Из (9) и (10) следует:

,

где 2т – масса двух грузов. Масса одного груза 550 г.

Определение величины ƒ проведите для нескольких (не менее 5-ти) пар значений L₁ и L₂. величину ƒ можно также найти из наклона прямой в графике, по осям которого отложены L² и Т². разработка этого вопроса предоставляется читателю.

4. Зная ƒ, найдите значение модуля сдвига G по формуле (2) и оцените допущенную при этом погрешность.

Контрольные вопросы

1. Выведите формулу (2).

2. При определении модуля сдвига статическим способом зависимость рекомендуется снять как при возрастающих, так и при убывающих значениях М. Почему? Совпадут ли оба полученные таким образом результаты, если трение в осях блоков Б будет значительным?

3. При определении модуля сдвига динамическим способом указывалось, что период колебаний не зависит от амплитуды только при сравнительно небольших значениях последней. Объясните качественно, как будет меняться период при возрастании амплитуды?

4. Какому методу определения G вы отдадите предпочтение на практике, статическому или динамическому?

5. Как при динамическом определении G измерить величины L₁ и L₂? Имеет ли смысл выбирать их малыми?

6. Как оценить ошибку измерений по графику зависимости Т² от L²?

Список литературы

1. И.В.Савельев. Курс общей физики. т.1. Механика, колебания и волны, молекулярная физика. М. Наука,1973. §§ 38,39,64,86.
2. С.П.Стрелков. Механика. М. Наука, 1965. §§82,84,86.
3. С.Э.Хайкин. Физические основы механики. М. Наука, 1971. §§89,106,108,136,137.