еоретична частина. Розділ 3.3, 3.4.

абораторна робота №14

 

ВИЗНАЧЕННЯ

ПРИСКОРЕННЯ ВІЛЬНОГО ПАДІННЯ З ДОПОМОГОЮ

ОБОРОТНОГО МАЯТНИКА

Мета роботи

Використовуючи оборотний маятник, визначити прискорення вільного падіння.

Прилади та обладнання

Оборотний маятник, міліметрова лінійка, секундомір.

 

Опис вимірювального пристрою

Рис.1

Застосований в даній роботі оборотний маятник складається із стрижня Ст, що має прямокутний переріз та вантажів А₁ і А₂, які можна переміщати вздовж стрижня. На невеликих відстанях від кінців стрижня закріплені опорні призми П ₁ і П₂, загоризонтальні ребра яких маятник можна почергово підвішувати на кронштейн К. Під дією сили земного тяжіння маятник може здійснювати гармонічні коливання.

 

 

Виведення розрахункової формули

Якщо переміщенням вантажу А₂ досягати такого взаємного розташування вантажів А₁ і А₂, що періоди коливань маятника при підвішуванні за призми П ₁ і П₂ зрівнюються між собою, то зведена

довжина фізичного маятника дорівнюватиме відстані між опорними ребрами призм: Lзв = L. Визначивши експериментально період коливань маятника Т для вказаного розташування вантажів, при відомій величині L з формули

(1)

знайдемо: . (2)

При підготовці до виконання роботи використати:

еоретична частина. Розділ 3.3, 3.4.

Послідовність виконання роботи

Підвісити маятник за призму П₁ і закріпити вантаж А₁ на відстані

1. α ₁ = 25см від верхнього кінця стрижня (див.рис.1).

2. Закріпити вантаж А₂ на відстані α₂ = 12см від нижнього кінця стрижня (див.рис.1).

3. Відхилити маятник від положення рівноваги на кут не більший 10⁰, відпустити і визначити час t₁ здійснення 10 повних коливань.

4. Почергово закріплюючи вантаж А₂ на відстанях α ₂ = 14; 16; 18; 20; 22 см, повторити вимірювання, зазначені у п.3.

5. Попередньо знявши зі стрижня вантаж А₂, підвісити маятник за призму П₂ і, не змінюючи відстані α₁, визначити час t₂ здійснення 10 повних коливань при повторному закріпленні вантажу А₂ на відстанях α₂, вказаних в п.2 і п.4.

6. Результати вимірювань записати у таблицю, визначити величини відповідних періодів коливань, як: .

7. Побудувати ґрафіки залежностей:

Т₁ = f(α₂) - маятник підвішений за призму П₁ ;

Т₂ = f(α₂) - маятник підвішений за призму П_2.

F Графіки будувати на одних і тих координатних осях.

8. Точка перетину ґрафіків визначає величину періоду Т. Підставивши це значення у формулу (2) знайдемо величину прискорення вільного падіння.

9. Розрахувати похибки величини g, вважаючи що абсолютна

похибка визначення періоду коливань маятника:

.

 

зведена довжина маятника L = (100 ± 0,05) см

Таблиця результатів вимірювань і розрахунків

 

α2, см
t1, с (П1)	вимір	вимір	вимір	вимір	вимір	вимір
T1, с	розрах.	розрах.	розрах.	розрах.	розрах.	розрах.
t2, с (П2)	вимір	вимір	вимір	вимір	вимір	вимір
T2, с	розрах.	розрах.	розрах.	розрах.	розрах.	розрах.

Контрольні запитання

1. Що називається фізичним маятником?

2. У чому полягає різниця між фізичним і математичним маятниками?

3. Що називається зведеною довжиною фізичного маятника?

4. Вивести формулу для періоду коливань фізичного маятника.

5. Яка властивість оборотного маятника використана в даній роботі для визначення прискорення вільного падіння?

Рекомендована література

1. Курс фізики / За редакцією І.Є.Лопатинського.

– Львів: Вид. «Бескид Біт», 2002.

2. Трофимова Т.И. Курс физики.– М.: Высшая школа, 1990.

3. Савельев И. В. Курс общей физики, т.1 –М.: Наука, 1982.