Logo
Logo

Диск Максвелла

Разбалловка

A1  0.30 Выведите формулу для ускорения, с которым будет скатываться диск в зависимости от угла наклона $\alpha$. Считайте диск однородным, массой палочки пренебрегайте

1 Получена формула $a=\dfrac{g\sin\alpha}{1+\dfrac{R^2}{2r^2}}$ 0.30
A2  5.10 Исследуйте экспериментально закон движения, то есть зависимость координаты оси диска $x(t)$ вдоль нити от времени $t$ при его скатывании по нитям. Постройте график полученной зависимости. Докажите, что движение оси диска является примерно равноускоренным. Рассчитайте ускорение оси диска. Укажите, при каком угле наклона вы проводили измерения.

2 Метод измерения $\sin\alpha$

Достаточно формулы и исходных измерений

0.20
3 $\sin\alpha\in[0.03;0.30]$ 0.20
4 Количество точек $x(t)$ 5 × 0.20
5 Диапазон изменения координаты больше 20 см 0.50
6 Диапазон изменения координаты больше 10 см 0.20
7 Диапазон изменения координаты менее 10 см 0.00
8 На график $x(t)$ нанесены все точки 0.20
9 Проведена сглаживающая линия 0.50
10 Не подписаны оси (если присутствует график) -0.10
11 Оси не оцифрованы или оцифрованы некорректно (если присутствует график) -0.10
12 Неправильный масштаб графика (если присутствует график) -0.10
13 Записано уравнение движения: \[x(t)=v_0t+\dfrac{at^2}{2}\]

Примечание: пункт не ставится без слагаемого $v_0t$

0.50
14 Линеаризация $\dfrac{x}{t} = v_0+\dfrac{at}{2}$ 1.00
15 Расчет скоростей и зависимость $v(t)$ 0.50
16 Линеаризация $x(t^2)$ 0.20
17 Расчет ускорений по 2-3 точкам 0.10
18 Неверная методика анализа 0.00
19 На график линеризированной зависимости нанесены все точки 0.50
20 Проведена фитирующая прямая 0.20
21 Не подписаны оси (если присутствует график) -0.10
22 Оси не оцифрованы или оцифрованы некорректно (если присутствует график) -0.10
23 Неправильный масштаб графика (если присутствует график) -0.10
24 Корректно найдено численное значение ускорения 0.30
A3  3.40 Измерьте зависимость ускорения оси диска для еще 4 различных углов наклона нитей $\alpha$. Постройте график полученной зависимости.

1 Измерения зависимости $x(t)$ для разных углов (для одного значения угла оценивается не более 5 измерений, не более 4 различных углов) 20 × 0.10
2 Расчёт ускорений 4 × 0.20
3 Построен график зависимости ускорения от угла наклона 0.60
4 Не подписаны оси (если присутствует график) -0.10
5 Оси не оцифрованы или оцифрованы некорректно (если присутствует график) -0.10
6 Неправильный масштаб графика (если присутствует график) -0.10
A4  1.20 На том же графике постройте теоретическую зависимость ускорения от угла наклона нитей $\alpha$. Приведите результаты дополнительных измерений, которые вам понадобились для расчета ускорений.

1 Измерены значения радиусов палочки и диска 2 × 0.10
2 Проведены расчеты по правильной формуле 0.40
3 Построена прямая линия 0.30
4 Экспериментальные значения систематически меньше
теоретических
0.30
B1  2.60 Исследуйте закон движения оси диска при его движении вниз. Постройте график полученной зависимости.

2 Диапазон изменения координаты больше 20 см 0.50
3 Диапазон изменения координаты больше 10 см 0.20
4 Диапазон изменения координаты менее 10 см 0.00
5 Измерения $x(t)$ 5 × 0.10
6 Серия из трёх измерений для каждой точки $x(t)$ 1.00
7 Построен график $x(t)$ и проведена сглаживающая кривая 0.60
8 Не подписаны оси (если присутствует график) -0.10
9 Оси не оцифрованы или оцифрованы некорректно (если присутствует график) -0.10
10 Неправильный масштаб графика (если присутствует график) -0.10
B2  1.90 По данным измерений рассчитайте ускорение, с которым опускается ось диска. Оцените погрешность найденного значения ускорения.

1 Предложена корректная линеаризация, допустимо $x(t^2)$ 0.50
2 Рассчитано значение ускорения из линеаризованной зависимости 1.00
3 Оценена погрешность ускорения 0.40
B3  0.50 Получите теоретическую формулу для ускорения оси диска. Рассчитайте теоретическое значение ускорения, с которым опускается ось диска.

1 Получена правильная формула для ускорения 0.25
2 Проведен расчет теоретического значения 0.25
C1  1.00 Соберите установку таким образом, чтобы диск, раскручиваясь, поднимался вверх. Покажите схематически на рисунке как должны быть намотаны нити на палочке.

1 Правильный рисунок намотки нитей: нити с одной стороны от стержня 1.00
C2  4.00 Измерьте ускорения оси диска при двух разных массах подвешенных грузов.

1 Измерения времени подъема пр разных нагрузках (до 2 масс, для каждой массы не более трех измерений) 6 × 0.40
2 Пересчет ускорений по формуле $a=\dfrac{2H}{t^2}$ 2 × 0.80