Компьютеризированные демонстрационные эксперименты по механике. Нагорский Н.М - 9 стр.

двух датчиков типа «световые ворота» и кольцевой гребенки, зубцы которой
одинаковы и расположены вертикально. Гребенка надета на специальный выс-
туп в нижней части платформы и вращается вместе с ней. Датчики при помощи
держателей укреплены на станине так, что зубцы гребенки при вращении плат-
формы свободно проходят через них (позиция 12 на рисунке 2.1). Места закреп-
ления датчиков выбраны таким образом, что зубцы перекрывают световой по-
ток в «световых воротах» не одновременно, а с некоторым определенным сдви-
гом по фазе, что позволяет определять не только угол поворота платформы от
начального положения, но и направление ее вращения. У кольцевой гребенки,
применяющейся в описанной установке, средний угловой размер зубца состав-
ляет 8°, а средний угловой размер прорези между зубцами равен 12°, то есть
количество зубцов и, соответственно, прорезей между ними равно 18. Указан-
ные угловые размеры выдержаны с точностью ~0,5°.
      В качестве интерфейса для сопряжения данной экспериментальной уста-
новки с компьютером используется порт последовательной передачи данных
(так называемый COM-порт). Компьютерная программа с точностью ~15 мкс
определяет моменты времени, в которые происходит смена уровней выходных
сигналов. Знание этих моментов позволяет определять для вращающейся плат-
формы зависимость ϕ(t).
      Для проведения экспериментов с использованием данной установки раз-
работана специальная компьютерная программа, работающая в операционной
системе MS DOS. Программа позволяет проводить измерения, осуществлять
обработку и представление экспериментальных данных, а также в необходи-
мых случаях выбирать вид графической зависимости, которая будет демонст-
рироваться студентам.

           2.2. Изучение кинематики вращательного движения
     Для наблюдения равноускоренного и равнозамедленного вращательного
движения нужно подвесить груз массой 2÷6 граммов к концу нити, перекину-
той через блоки, намотанной на боковую поверхность платформы и прикреп-
ленной к ней другим концом (такой способ создания постоянного момента внеш-
ней силы применяется при показе всех описанных ниже демонстрационных эк-
спериментов по данной теме). При этом после освобождения платформы без
придания ей начальной угловой скорости наблюдается равноускоренное враще-
ние с положительным угловым ускорением, а при освобождении платформы с
приданием ей отрицательной начальной угловой скорости – равнозамедленное
вращение с тем же по знаку угловым ускорением.
     На рисунке 2.3 приведены типичные графики функций ϕ(t ) и ϕ& (t ), полу-
ченные в результате проведения описанного эксперимента для случая отрица-
тельного знака начальной угловой скорости. Видно, что наша установка позво-
ляет определять величины ω0 и ε с хорошей для демонстрационного экспери-
мента точностью ~0,2%.

                                     9