Тема: «Определение ускорения свободного падения

При помощи математического маятника »

Цель работы: научиться опытным путем определять ускорение свободного падения при помощи математического маятника;

Средства обучения:

· оборудование: математический маятник, штатив, секундомер, измерительная лента.

· методические указания к выполнению лабораторной работы, калькулятор.

Ход выполнения лабораторной работы

Допуск к выполнению лабораторной работы

Выполните тест:

1. При свободных колебаниях шар на нити проходит путь от крайне левого положения до положения равновесия за 0,2 с. Каков период колебаний шара?

А. 0,2с; Б. 0,4с;    В. 0,8с; Г. 2,5с.

2. Мальчик, качающийся на качелях, проходит положение равновесие 30 раз за минуту. Какова частота колебаний?

А. 0,5Гц;   Б. 15Гц;   В. 60Гц;  Г. 0,25Гц.

3. Тело совершает свободные колебания, за одно колебание тело проходит путь 40см. Какова амплитуда колебаний?

А. 5см;    Б. 10см;    В. 20см;    Г. 40см.

4.  Как изменится период свободных колебаний маятника длиной 10 см при увеличении амплитуды его колебаний от 10см до 20см?                                                                                                   

А. увеличится в 2 раза;  Б. уменьшится в 2 раза; В. увеличится в  раз; Г. не изменится.

5.  Как изменится период колебаний математического маятника при увеличении его длины в 2 раза и уменьшении массы груза в 2 раза?

А. увеличится в   раз; Б. уменьшится в  раз; В. увеличится в 4 раза; Г.  не изменится.

Ответы занесите в таблицу:

1	2	3	4	5

Теоретическая часть

Существует несколько способов определения ускорения свободного падения. Мы воспользуемся для этого математическим маятником.

При малых размерах шарика по сравнению с длиной нити и небольших отклонениях от положения равновесия период колебаний математического маятника можно рассчитать по формуле:   (1), где   (2); π=3,14; l – длина маятника, а g – ускорение свободного падения. Для увеличения точности измерений необходимо взять достаточно большое число полных колебаний (например, N=30, 40, 50).

Получим расчетную формулу для g. Для этого подставим формулу (2) в (1) и выразим g: 

→  →   →   →  (3).

Для определения ускорения свободного падения необходимо знать длину маятника l, время и количество колебаний – t и N.

3. Вычисления и измерения

1. Закрепите математический маятник в штативе и приведите его в колебательное движение. Измерьте время t фиксированного числа полных колебаний  N.

2. Измерьте длину маятника l и рассчитайте ускорение свободного падения g по формуле (3):

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

Лабораторная работа № 7

l =____________;

Опыт №1                    g₁ =___________________=_________;

Опыт №2                    g₂ =___________________=_________;

Опыт №3                    g₃ =___________________=__________.

3.  Результаты измерений и вычислений занесите в отчетную таблицу 1.

Таблица 1 – Результаты измерений и вычислений

№	N	t, с	tср, с	l, м	g,	gср,	εg	Δg,
1
2
3

 

 

4. Измените длину нити и повторите измерения и вычисления п.1-2.

В процессе работы заполните отчетную таблицу 2:

l =____________;

Опыт №4                    g₄ =___________________=_________;

Опыт №5                    g₅ =___________________=_________;

Опыт №6                    g₆ =___________________=__________.

5. Результаты измерений и вычислений занесите в отчетную таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты измерений и вычислений

№	N	t, с	l, м	g,
4
5
6

 

 

6. Рассчитайте абсолютную и относительную погрешности измерения, используя данные таблицы 1.

Относительная погрешность измерения времени:

, где ,

_________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

Лабораторная работа № 7

Относительная погрешность измерения длины нити: , где Δl=0,75·10^-2м;

_________________________________________________________________________________

Относительная и абсолютная погрешности измерения g: ε_g=2ε_t+ε_l; Δg=g_ср·ε_g

_______________________________________________________________________________________

Окончательный результат запишите в виде: g_cр–Δg≤g≤ g_cр+Δg.

_________________________________________________________________________________

Проверьте принадлежность известного значения g к полученному интервалу.

7. Обобщите результаты своей работы. Сделайте вывод.

Вывод: _________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы

1. Дайте определение математического маятника.

2. Какова зависимость частоты колебаний математического маятника от массы тела на нити?

Ответы:

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

Лабораторная работа № 8

Лабораторная работа №8

---

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 327; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!