лабы / другие лабы / механика / Работа№5
.DOCОбнинский Институт Атомной Энергетики.
Кафедра общей и специальной физики.
Лабораторная работа №5
Тема: «Изучение поступательного движения тела на мащине Атвуда».
Выполнил студент
первого курса
группы А-3-01
Ватлин Антон
Проверил_______
Обнинск 2001 г.
Выполнение работы на установке А.
1. Включаю прибор в сеть и прогреваю в течение 5 минут.
2. На правый груз кладу один из перегрузов и измеряю время, в течение которого груз проходит путь L, равный 40 см. Опыт повторяю не менее 10 раз.
Порядок измерений:
а) нажимаю кнопку «пуск» и удерживаю ее в нажатом положении до момента удара груза о амортизатор;
б) записываю показания секундомера;
в) возвращаю правый груз в исходное положение, удерживая при перемещении груза кнопку «Пуск» нажатой.
3. Повторяю измерения для каждого из двух других перегрузов.
|
t1 c m1=1,04г |
t2 c m2=5,02г |
t3 c m3=2,85г |
t4 c m4=1,88г |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
3,958 3,839 4,119 3,890 3,986 4,199 3,999 3,998 3,987 4,022 |
1,697 1,726 1,767 1,730 1,700 1,688 1,721 1,712 1,698 1,702 |
2,209 2,311 2,305 2,336 2,301 2,246 2,280 2,229 2,208 2,164 |
2,835 2,852 2,808 2,856 2,845 2,890 2,912 2,952 2,937 2,952 |
4. Рассчитываю ускорения грузов по формуле a=(2*L)/<t²>:
<t1>=(3,958с+3,839с+4,119с+3,890с+3,986с+4,199с+3,999с+3,998с+3,987с+4,022с)/10=3,9997с
<t2>=(1,697с+1,726с+1,767с+1,730с+1,700с+1,688с+1,721с+1,712с+1,698с+1,702с)/10=1,7141с
<t3>=(2,209с+2,311с+2,305с+2,336с+2,301с+2,246с+2,280с+2,229с+2,208с+2,164с)/10=2,264с
<t4>=(2,835с+2,852с+2,808с+2,856с+2,845с+2,890с+2,912с+2,952с+2,937с+2,952с)/10=2,8839с
a1=2*0,4м/16с=0,05 м/с; а2=2*0,4м/2,94с=0,27 м/c; а3=2*0,4м/5,1с=0,16 м/с
а4=2*0,4м/8,3с=0,09 м/с
Определяю погрешности ускорений а: Для чего сначала нахожу погрешность для t;
1)Sn= ((3,999-3,958)²+ (3,999-3,839)²+ (3,999-4,119)²+ (3,999-3,89)²+ (3,999- 3,986)²+ (3,999- 4,199)²+ (3,999-3,999 )²+ (3,999-3,998 )²+ (3,999-3,987)²+ (3,999-4,022)²)/9≈0,096 c.
0,0017+0,026+0,0144+0,00036+0.00017+0.04+0.000001+0.000144+.00053/9
S=0,096/ 10≈0,03c ; Δtсл=2,3*0,03=0,069 ; Δt сист=0,5 мс. ; Δt= 0,069²+0,0005²≈0,07c.
δ=0,07/3,999≈0,018; Δl=0,1cm.;δl=0,1/40=0,0025; δa= 2*(δt)²+δl²≈0,026; Δa=0,05*0,26=0,013м/с²
2)Sn= ((1,714-1,697)²+ (1,714-1,726)²+ (1,714-1,73)²+ (1,714-17)²+ (1,714-1,688)²+ (1,714-1,721)²+ (1,714-1,712)²+ (1,714-1,698)²+ (1,714-1,702)²+ (1,714-1,767)²)/9≈0,024c.
0.00029+0.000144+0.000256+0.000196+0.000676+0.00005+0.000004+0.000256+0.000144+0.003
S=0,024/ 10≈0,0076c. Δtcл=2,3*0,0076=0,01748; Δt= 0,01748²+0,0005²≈0,017 c. δt=0,017/1,714≈0,01; δa= 2*0,01²+0,0025²≈0,014; Δa=0,014*0,27=0,004 м/с².
3)Sn= ((2,264-2,209)²+ (2,264-2,311)²+ (2,264-2,305)²+ (2,264-2,336)²+ (2,264-2,301)²+ (2,264-2,246)²+ (2,264-2,28)²+ (2,264-2,229)²+ (2,264- 2,208)²+ (2,264-2,164)²)/9≈0,056c.
S=0,056/ 10≈0,018c. Δtсл=2,3*0,018=0,04; Δt= 0,04²+0,0005²≈0,04 c. δt=0,04/2,264≈0,017 δa= 2*0,017²+0,0025²≈0,024; Δa=0,009*0,16=0,004м/с².
4)Sn= ((2,884-2,835)²+ (2,884-2,852)²+ (2,884-2,808)²+ (2,884-2,856)²+ (2,884-2,845)²+ (2,884-2,89)²+ (2,884-2,912)²+ (2,884-2,952)²+ (2,884-2,937)²+ (2,884-2,952)²)/9≈0,054 c.
0.002+0.001+0.006+0.0009+0.002+0.00004+0.0009+0.01+0.003
S=0,054/ 10≈0,017 c. Δtсл=0,04; Δt= 0,017²+0,0005²≈0,017; δt=0,017/2,884≈0,006
δa= 2*0,006²+0,0025²≈0,009; Δa=0,009*0,09=0,0008 м/с².
5. Помещая на правый груз малые перегрузки, определяю массу перегрузка m , при котором начнется движение системы: m =350 мг.
6. Рассчитываю поправку ε по формуле ε=I*a/m*r²+ m *g/m, принимая I=5,77*10 кг*м, r =41,5мм.
1)ε=5,77*10 0,05/0,00104*0,0415²+0,35*9,8/1,04≈3,4 м/с².
2)ε=5,77*10 0,27/0,00502*0,0415²+0,35*9,8/5,02≈1 м/с².
3)ε=5,77*10 0,16/0,00285*0,0415²+0,35*9,8/2,85≈1,4 м/с²
4)ε=5,77*10 0,09/0,00188*0,0415²+0,35*9,8/1,88≈2,2 м/с²
7. Вычисляю g по формуле g =(2M+m)*a/m. К полученному значению добавляю поправку:
1)g=0,05*(68,3*2+1,04)/1,04+3,4≈10м/с²;2)g=0,27*(68,3*2+5,02)/5,02+1≈9м/с².
3)g=0,16*(68,3*2+2,85)/2,85+1,4≈9,4м/с²;4)g=0,09*(68,3+1,88)/1,88+2,2≈9,2 м/с².
8. Оцениваю погрешность для g.
1)δg= (2*δa)²= (0,026*2)=0,052; Δg=10*0,037=0,52м/с².
2)δg= (2*0,014)²=0,028; Δg=9*0,028=0,252м/с².
3)δg= (2*0,024)²=0,048; Δg=9,4*0,048=0,45 м/с².
4)δg= (2*0,009)²=0,018; Δg=9,2*0,018=0,16 м/с².
Вывод: Были проведены измерения на Машине Атвуда с целью эксперементального нахождения g. Опыт проводился с 4-мя перегрузками; были получены следующие результаты: 1)g=10м/с²-0,52м/с². 2)g=9 м/с²+0,252м/с²; 3)g=9,4 м/с²+0,45м/с²; 4)g=9,9 м/с²+0,16 м/с².