Измерение ускорения свободного падения с математического маятника Цель работы: научиться измерять ускорение свободного падения, используя формулу периода колебаний математического маятника. Приборы и материалы: штатив, шарик с прикрепленной к нему нитью, измерительная лента, секундомер (или часы с секундной стрелкой) . Порядок выполнения работы 1. Подвесьте к штативу шарик на нити длиной 30 см. 2. Измерьте время 10 полных колебаний маятника и вычислите его период колебаний. Результаты измерений и вычисления занесите в таблицу 13. 3. Пользуясь формулой периода колебаний математического маятника T = 2p, вычислите ускорение свободного падения по формуле: g = . 4. Повторите измерения, изменив длину нити маятника. 5. Вычислите относительную и абсолютную погрешность изменения ускорения свободного падения для каждого случая по формулам: dg = = + ; Dg = g•dg. Считайте, что погрешность измерения длины равна половине цены деления измерительной ленты, а погрешность измерения времени — цене деления секундомера. 6. Запишите значение ускорения свободного падения в таблицу 13 с учетом погрешности измерений.
1. Ускорение системы (и каждой её части, поскольку нить невесома и не растяжима) равно: а = (F₁ - F₂)/(m₁ + m₂) = (1 - 0.6)/(0.2 + 0.3) = 0.8 м в сек за сек суммарная сила, действующая на правый брусок (m₁): f₁ = m₁a = 0.3*0.8 = 0.24 Н Сила, действующая на правый брусок со стороны нити R₁ = f₁ - F₁ = 0.24 - 1 = - 0.76 Н суммарная сила, действующая на левый брусок f₂ = m₂a = 0.2*0.8 = 0.16 Н Сила, действующая на левый брусок со стороны нити R₂ = f₂ - (- F₂) = 0.16 + 0.6 = 0.76 Н ответ: ускорение каждого бруска 0.8 м в сек за сек Сила натяжения нити 0.76 Н 2. Вторую задачу формально можно свести к эквивалентной, разобранной выше. На правый брусок действует сила F₁численно равная весу бруска m₁ = 0.3 кг, значит F₁ = mg = 0.3*10 = 3 Н Второй брусок m₂ = 0.5 кг движется с трением, численно равным F₂ = m₂gk = 0.5*10*0.2 = 1 Н Можно считать, что он движется без трения, но на него действует сила F₂, рассчитанная выше и мы окончательно сводим задачу с блоком к задаче, подобной предыдущей. Ускорение системы (и каждой её части, поскольку нить невесома и не растяжима) равно: а = (F₁ - F₂)/(m₁ + m₂) = (3 - 1)/(0.5 + 0.3) = 2.5 м в сек за сек суммарная сила, действующая на правый брусок (m₁): f₁ = m₁a = 0.3*2.5 = 0.75 Н Сила, действующая на правый брусок со стороны нити R₁ = f₁ - F₁ = 0.75 - 3 = - 2.25 Н суммарная сила, действующая на левый брусок f₂ = m₂a = 0.5*2.5 = 1.25 Н Сила, действующая на левый брусок со стороны нити R₂ = f₂ - (- F₂) = 1.25 + 1 = 2.25 Н ответ: ускорение каждого бруска 2.5 м в сек за сек Сила натяжения нити 2.25 Н
с математического маятника
Цель работы:
научиться измерять ускорение свободного падения, используя формулу периода колебаний математического маятника.
Приборы и материалы:
штатив, шарик с прикрепленной к нему нитью, измерительная лента, секундомер (или часы с секундной стрелкой) .
Порядок выполнения работы
1. Подвесьте к штативу шарик на нити длиной 30 см.
2. Измерьте время 10 полных колебаний маятника и вычислите его период колебаний. Результаты измерений и вычисления занесите в таблицу 13.
3. Пользуясь формулой периода колебаний математического маятника T = 2p, вычислите ускорение свободного падения по формуле: g = .
4. Повторите измерения, изменив длину нити маятника.
5. Вычислите относительную и абсолютную погрешность изменения ускорения свободного падения для каждого случая по формулам:
dg = = + ; Dg = g•dg.
Считайте, что погрешность измерения длины равна половине цены деления измерительной ленты, а погрешность измерения времени — цене деления секундомера.
6. Запишите значение ускорения свободного падения в таблицу 13 с учетом погрешности измерений.