ОПРЕДЕЛИТЬ УСКОРЕНИЕ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

Упражнение 1.

 

1. Установите шарик маятника на высоте h₁ от пола. Измерьте эту высоту.

2. Отведите шарик от положения равновесия на 4-6 см, отпустите его и измерьте время t 50 полных колебаний при помощи секундомера.

3. Период определяют по уравнению

                       (13.16.)

4. Поднимите шарик маятника на высоту h₂ от пола. Повторите измерения пункта 2 и вычислите период колебаний для этой длины по уравнению (13.16.)

5. По уравнению (13.15.), подставив вместо  подсчитайте ускорение силы тяжести g.

6. Рассчитайте абсолютную и относительную ошибки измерений. Абсолютную погрешность рассчитываем по правилам вычисления абсолютной погрешности косвенных измерений.

Из уравнения (13.15.) следует, что ускорение свободного падения есть функция найденных периодов Т₁, Т₂ двух математических маятников с разными длинами l₁ и l₂, а также функция разности длин этих маятников. Обозначим , тогда максимальная возможная погрешность равна

.

Взяв частные производные уравнения (13.15.) по А, Т₁, Т₂, преобразовав, окончательно получим

где DА – погрешность прямого измерения длины,

DТ₁ и DТ₂ – погрешность измерения периодов маятников.

;

Dt₁ и Dt₂ – абсолютная погрешность прямого измерения времени полных колебаний.

7. Все измерения и расчеты запишите в заранее подготовленную таблицу.

Таблица 13.1.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

№№	n	t	T	D t	h	D h	g	D g	e g
1
2
3

Упражнение 2. Сравнить периоды колебаний пружинного маятника, полученные расчетным и экспериментальным путем.

1. Определить коэффициент жесткости пружины. Для этого нужно последовательно подвесить к пружине грузы 200,300, 400 г и измерить удлинение пружины Dl.

Используя закон Гука F= - k×Dl, рассчитать численное значение k.

               (13.17.)

2. Зная связь между периодом и частотой (уравнение (13.12) и используя уравнение (13.5.), рассчитайте период собственных колебаний

Данные занесите в таблицу 13.2.

3. Экспериментально определите период колебаний пружинного маятника по уравнению (13.16.)

Для этого измерьте время n полных колебаний маятника.

Данные эксперимента занесите в таблицу 13.2.

4. Сравните периоды, полученные экспериментально и расчетно.

Сделайте выводы.

 

Таблица 13.2.

№№	m	D l	k	T расч	n	t	T эксп.	D Т
1
2
3

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

Для нескольких значений Dh (например, для 5) найдите период колебаний Т₂. Постройте график, отложив по оси абсцисс Dh, а по оси ординат Т₂.

Объясните полученную зависимость.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Какие колебания называются гармоническими?

2. От чего зависит период колебаний маятника?

3. От чего зависит ускорение силы тяжести?

4. Где и для каких целей используются маятник?

5. Что называется коэффициентом жесткости пружины?

Что он показывает?

6. Сформулируйте закон Гука.

 

 

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №14

⇐ Предыдущая17181920212223242526Следующая ⇒

Поделиться: