Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
при помощи математического маятникаЭлементарная физика Лабораторная работа № 2
Определение ускорения свободного падения при помощи математического маятника
Ульяновск, 2012 Цели работы: 1. определить ускорение свободного падения; 2. закрепить умения рассчитывать погрешности прямых и косвенных измерений. Приборы и принадлежности: 1. математический маятник 2. секундомер 3. треугольник Краткая теория Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой нерастяжимой нити. Практически маятник представляет собой тяжелый шарик, линейные размеры которого малы по сравнению с длиной подвеса (нити). Период колебаний маятника при малых отклонениях определяется формулой: , где ℓ - длина маятника. Из этой формулы выразим ускорение свободного падения Методика проведения эксперимента Непосредственное измерение длины математического маятника неудобно и связано со значительными погрешностями, т.к. приходится определять положение центра тяжести маятника и точки подвеса. Поэтому поступают так: если определить период колебаний математического маятника Т1 при длине ℓ 1, а затем удлинить нить и снова определить период колебаний Т2 при длине ℓ2, то можно найти ускорение свободного падения следующим образом: (1), , возведем уравнения в квадрат и вычтем из уравнения (2) уравнение (1):
Выразим из предыдущего равенства g:
Из рисунка следует, что расстояние между центрами тяжести шарика ℓ2 - ℓ1 в первом и втором случаях можно заменить расстоянием Z2 - Z1 от нижней части шарика в первом опыте до нижней части шарика во втором опыте. Тогда расчетная формула для определения ускорения свободного падения с помощью математического маятника будет иметь вид:
Описание экспериментальной установки Маятник, применяемый в данной работе, представляет собой металлический шарик, подвешенный на бифилярном подвесе, длина которого изменяется с помощью маховичка, укрепленного на кронштейне. Треугольник служит для определения положения нижней точки маятника относительно вертикальной шкалы. Порядок выполнения работы 1. Установить длину маятника ℓ1. 2. Приложить один катет треугольника к шкале так, чтобы он другим катетом касался шарика. Отсчитать по шкале с точностью до 1 мм положение нижней части шарика (Z1). 3. Отклонить маятник на небольшой угол (не более 50). Измерить секундомером время t1, в течение которого совершается полных 50 колебаний. 4. Найти период колебаний маятника по формуле . 5. При данной длине измерение повторить 5 раз. 6. Найти среднее значение Т1ср. 7. Вычислить погрешности. Заполнить таблицу 1. Таблица 1
8. Установить другую длину маятника ℓ2. Разность длин должна быть значительной (не менее 50 см), т.к. при малой разности длин мала и разность квадратов периодов, что приводит к большой погрешности определения ускорения свободного падения. 9. Повторить пункты 2-7 для длины ℓ2. Заполнить таблицу 2. Таблица 2
10. Заполнить таблицу 3. Таблица 3
11. Сделайте вывод.
Контрольные вопросы 1. Что называется математическим маятником? 2. Вывести формулу периода колебаний математического маятника. 3. При каких условиях колебания математического маятника будут гармоническими? 4. К каким измерениям относится измерение ускорения свободного падения? 5. Как определить относительную погрешность измерения ускорения свободного падения? 6. Что такое относительная погрешность измерения? Способы ее определения. 7. Физический смысл коэффициента Стьюдента.
|