Порядок проведения работы
Лабораторная работа №11
Тема: «Определение ускорения свободного падения с помощью маятника»
Цель работы: определить ускорение свободного падения и вычислить погрешности измерений
В результате выполнения лабораторной работы студенты должны знать: законы колебания математического маятника и формулу периода колебания математического маятника. уметь: как определить период колебания маятника и ускорение свободного падения.
Оборудование
1.1 Штатив с муфтами и кольцами; 1.2 Груз с нитью длиной не менее 1,3 м; 1.3 Лента измерительная; 1.4 Часы с секундной стрелкой.
Краткая теория
Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити. Законы колебания математического маятника: 1 При малых углах размаха период колебания не зависит ни от массы ни от амплитуды маятника. 2 Период колебания математического маятника прямо пропорционален квадратному корню из длины маятника и обратно пропорционален квадратному корню из ускорения свободного падения. Период колебания математического маятника определяется по формуле (1)
где l – длина маятника, м g – ускорение свободного падения, м/с.
Выразив из формулы (1) ускорение свободного падения, получим формулу (2)
Из формулы (2) видно, что для определения свободного падения необходимо знать длину маятника и период колебания. Для измерения длины необходимо иметь мерную ленту. Период колебания можно найти по формуле (3):
где t – время всех колебаний, с N – число колебаний.
Подставив формулу (3) в (2) получим формулу для определения ускорения свободного падения (4)
Задание для лабораторной работы
Определить ускорение свободного падения и вычислить погрешность измерений Порядок проведения работы
4.1 Установить на краю стола штатив. У его верхнего конца с помощью муфты укрепить кольцо и подвесить к нему груз на нити. Длина нити должна быть 1,3 – 1,5 м. 4.2 Отклонить шарик в сторону на 5-8 см, отпустить его. По секундомеру определить время, за которое маятник совершит 20-30 полных колебаний. 4.3 Измерить длину маятника. 4.4 Используя формулу (4) определить ускорение свободного падения. 4.5 Опыт повторить 2 раза, меняя длину маятника(но не менее 1м). 4.6 Определить среднее значение gср и найти относительную погрешность, используя формулу (5):
где gт –табличное значение ускорения свободного падения. gт=9, 81м/с2 4.7 Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 1.
Таблица 1
5 Контрольные вопросы
5.1 Наблюдая за движением маятника в течении 1 периода, ответить на вопрос: будет ли оно равноускоренным? 5.2 Можно ли пользоваться маятниковыми часами в условиях невесомости? 5.3 По какой траектории будет двигаться шарик, если нить маятника пережечь в тот момент, когда шарик проходит положение равновесия?
Читайте также: II. Методика и порядок составления родословной Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|