Qurilmaning tuzilishi va o‘lchash usuli А
Н
В
Д
h1 h2 C
Qurilmaning sxemasi (Grimzel qurilmasi) 2-rasmda ko‘rsatilgan. Gorizontal taxtaga vertikal ustunlar o‘rnatilgan (H) ustunlarga yengil bifilyar osmada mis halqa biriktirilgan bo‘lib u bo‘sh qo‘yilganda (vertikal holatda) halqaning teshigi (H) ustunlarga ko‘ndalang mahkamlangan (M) plastina teshigiga to‘g‘ri keladi Ustunlarga yoysimon metal tarnov (Д) o‘rnatilgan bo‘lib, tarnov bo‘ylab (ЭM) elektromagnit harakatlanadi Elektromagnit toki (K) kalit bilan o‘chiriladi va yoqiladi Osma halqa va metal sharchani moddiy nuqta deb hisoblash mumkin
Agar sharchali halqani elektromagnitga tekkuncha siljitsak (A holatga), elektromagnit sharchani shu holatda tutib turadi. Elektromagnit toki o‘chirilganda sharcha AВС trayektoriya bo‘ylab harakatga keladi. AВ oraliqda sharcha aylana yoyi bo‘ylab, ВС oraliqda esa parabola bo‘ylab harakatlanadi.
Elektromagnitni yoysimon tarnov bo‘ylab surib sharchaning ko‘tarilish balandligini o‘zgartirish mumkin
A nuqtada sharcha quyidagi potensial energiyaga ega bo‘ladi
. (11)
В nuqtada sharchaning potensial energiyasi
. (12)
AВ yo‘lda sharchaning potensial energiyasi kamayadi
. (13)
Shu vaqtning o‘zida sharcha quyidagi kinetik energiyaga ega bo‘ladi
, (14)
- sharchaning В nuqtadagi tezligi.
Bu ishda havoning qarshilik kuchi sharchaning og‘irlik kuchidan juda kichik bo‘lganligi uchun havoning qarshilik kuchi e’tiborga olinmaydi Sharchaning harakatini ikkita harakatning ya’ni gorizontal yo‘nalishda tezlik bilan tekis harakat va vertikal yo‘nalishda tezlanish bilan tekis tezlanuvchan harakat yig‘indisi deb qarash mumkin. (B) nuqtada tezlikning vertikal tashkil etuvchisi nolga teng. Unda BC trayektoriya bo‘ylab sharchaning harakat vaqti sharchaning BB` vertikal bo‘ylab erkin tushish vaqtiga tengdir ya’ni
. (15)
Sharchaning gorizontal yo‘nalishdagi siljishi va harakat vaqti ni aniqlab, tezlikning gorizontal tashkil etuvchisini hisoblash mumkin. U o‘zgarmas bo‘lib, sharchaning tezligiga teng
. (16)
Sharcha ko‘chirma qog‘oz qoplangan oq qog‘oz ustiga tushib, iz qoldiradi. Bunda chizg‘ich bilan gorizontal ko‘chish osongina o‘lchanadi
Tezlikning topilgan qiymatini (14) formulaga qo‘yib sharchaning B nuqtadagi kinetik energiyasi hisoblanadi
. (17)
Energiyaning saqlanish qonuniga binoan sharchaning B nuqtadagi kinetik energiyasining qiymati sharchani A nuqtadan B nuqtaga ko‘chirganda potensial energiyasining kamayishiga teng bo‘lishi kerak
, (18)
yoki (17) ni hisobga olgan holda