3. Практическая часть

3.1. Подготовка прибора к работе.

1. при помощи регулируемых ножек основания привести штангу прибора к вертикальному положению.

2. Подключить фотоэлектрический датчик к гнёздам миллисекундмера и заземлитель прибора.

3. Подключить сетевой кабель измерителя к сети питания.

4. Нажать клавишу "сеть" проверяя, все ли индикаторы измерителя высвечивают нуль, и светят ли лампочки обоих фотоэлектрических датчиков.

5. Переместить правый грузик в верхнее положение, положить на него дополнительный грузик, и проверить, находится ли система в состоянии покоя.

6. Нажать клавишу "пуск" и проверить, возникло ли движение системы, измерил ли секундомер время прохождения пути S правым грузом и была ли система после этого пути заторможена.

7. Нажать клавишу "сброс" и проверить, возникло ли обнуление показаний миллисекундомера.

3.2. Практическая часть.

Измерение ускорения свободного падения выполняют по известному закону равноускоренного движения:

Задание 1: постоянное ускорение а (фиксированное значение массы m₁ различные пути S₁ и S₂).

1. На первый большой грузик С положить один из дополнительных грузиков Д. Нижняя грань правого грузика должна совпадать с чертой, нанесённой на верхнем кронштейне.

2. Измерить при помощи шкалы на штанге, заданные пути равноускоренного (S₁) и равномерного (S₂) движения грузика. Рекомендуется провести измерения для трёх различных соотношений величин путей S₁ и S₂.

3. Нажать клавишу "пуск" и прочитать измеренное значение времени движения большого грузика на пути S₂.

4. Измерение времени t₂ прохождения пути S₂ необходимо повторить не менее 5 раз, а затем определить среднее значение времени по формуле:

(14)

где n – количество выполненных измерений, t_i – время i-го измерения.

5. При помощи формулы (13) определить значение ускорения свободного падения.

Задание 2: различные значения ускорения а и фиксированные величины путей S₁ и S₂.

На основной груз С кладут разные по массе грузики Д (или несколько грузиков Д). изменяя общую массу съёмных грузиков Д на большом грузе С, получают различные значения ускорения а при прохождении грузами С-С₁ пути S₁. Для каждой комбинации грузиков Д время t₂ измеряют 5 раз и вычисляют среднее значение по формуле (14).

Рекомендуется провести проверку соотношения (13) для трёх различных величин ускорения а.

3.3. Обработка результатов и оценка погрешностей измерений.

В результате проведённого эксперимента необходимо убедиться, что ускорение свободного падения g , полученное по формуле (13) двумя способами совпадает с табличными значениями в пределах ошибок измерений.

В работе необходимо оценить полную погрешность при измерении g. Для нахождения g применяется метод локализации [4]. Используя формулы (37) и (38) указанного способа [4], имеет:

г де

Для нахождения х воспользуемся формулой (35):

и ли

Т огда:

где

S₁ = S₂ = S = 1мм =10^-3 м

m₁ = m₂ = m = 0,01 г = 10^-5 кг

Это (m и S) – неисключённые систематические ошибки при измерении массы и пути. Неисключённая систематическая ошибка в измерении времени t₂ составляет 0,02% или 210^-5 от измеренного времени t₂.

Е сли разброс при измерении t₂ больше этой ошибки, то необходимо оценить случайную ошибку по формуле

где t_n - коэффициент Стьюдента, определяемый по таблице при =0,95; n число измерений.

Полная ошибка при измерении t₂ оценивается по формуле (28) – (31) из [4] и подставляется в формулу (16).

В конце работы необходимо обсудить результаты и сделать заключение. Подумать о своих вариантах проведения эксперимента, методике и порядке измерений.