Прилади не можна розбирати та розгвинчувати. 6 страница

Лабораторна робота № 7

Тема

Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника

2 Мета і завдання

2.1 З’ясувати, від чого залежить період коливань математичного маятника.

2.2 Визначити прискорення вільного падіння у даній місцевості.

3 Інформаційне забезпечення

3.1 Л. С. Жданов, Г. Л. Жданов. Фізика (§§ 24.8 - 24.17).

4 Технічне забезпечення

4.1 Штатив; вимірювальна лінійка; нитка з вантажами; секундомір.

Не починати виконання роботи, якщо в інструкції що-небудь залишилось

незрозумілим.

З приладами поводитися дуже обережно, не допускати їх падіння.

Прилади не можна розбирати та розгвинчувати.

Забороняється позичати обладнання у інших груп.

5 Теоретичні відомості

Визначення прискорення вільного падіння засновано на методі дослідження вільних коливань математичного маятника. За математичний маятник приймається така ідеалізована система, за допомогою якої можна спростити розрахунки періодів коливань реальних коливальних систем.

Математичним маятником у роботі є підвішена на нитці кулька. Оскільки маса нитки значно менша за масу кульки, розміри кульки набагато менші за довжину нитки і деформація нитки при коливаннях маятника незначна, таку систему можна вважати математичним маятником.

Як відомо, період коливань математичного маятника залежить не від маси тіла, яке коливається, а виключно від довжини підвісу та прискорення вільного падіння і визначається за формулою: (1), звідки прискорення вільного падіння: (2),

де Т - період коливань; l - довжина маятника.

Для більшої точності знаходження періоду коливань відраховується якомога більше повних коливань N за деякий час t.

Тоді: (3).

Виконання роботи

6.1 Проведення досліду

6.1.1 Взяти нитку підвісу довжиною l = 1 м.

6.1.2 Закріпити у штативі нитку з кулькою більшої маси так, щоб нитка, звисаючи, не торкалася стола.

6.1.3 Обережно відхилити маятник на невеликий кут (8 – 10 см від положення рівноваги) і відпустити його (див. рисунок 7.1)

6.1.4 Після кількох коливань у момент, коли маятник проходитиме амплітудне положення, пустити в хід секундомір і визначити час N = 50 повних коливань.

6.1.5 Вимірювання повторити двічі.

6.1.6 Ті ж самі вимірювання провести для меншої довжини нитки підвісу l =0,5 м.

6.1.7 Взяти кульку з меншою масою і провести такі самі виміри відповідно до п. п. 5.1.1 – 5.1.6.

6.1.8 Всі отримані дані занести до таблиць 1 і 2.

6.2 Опрацювання результатів досліду

6.2.1 За даними таблиць розрахувати періоди коливань за формулою (3).

6.2.2 Обчислити значення прискорення вільного падіння для всіх дослідів згідно формули (2).

6.2.3 Всі результати обчислень занести до таблиць 1 і 2.

6.2.4 Розрахувати середнє значення прискорення вільного падіння. Обчислити абсолютні і відносну похибки вимірювань. Зробити висновки.

Таблиця 1. Результати досліду № 1 (перша кулька більшої маси)

№ виміру	N	l1, м	t 1, c	T 1, c	g 1, м×с-2	l2, м	t 2, c	T 2, c	g 2, м×с-2
1	50
2
Сер.	Í	Í	Í	Í		Í	Í	Í

Таблиця 2. Результати досліду № 2 (друга кулька меншої маси)

№ виміру	N	l1, м	t 3, c	T 3, c	g 3, м×с-2	l2, м	t 4, c	T 4, c	g 4, м×с-2
1	50
2
Сер.	Í	Í	Í	Í		Í	Í	Í

; ; ; ; ;

6.2.5 Остаточний результат: g =

Висновок

 

 

 

 

 

 

Контрольні запитання

1. Який рух називається коливальним? Його основні параметри.

2. Які коливання називаються гармонійними? Записати рівняння гармонічних коливань.

3. Види коливань (вільні, власні, вимушені). Розкрити їх зміст.

8 Місце для розрахунків