3. Порядок выполнения работы

   1. Определение с помощью математического маятника

1. Задать длину нити подвеса , измеряя ее от точки подвеса до точки крепления. Нужно проследить, чтобы длина нитизначительно превышала размеры шарика.

2. Отклонив маятник на 3⁰–5⁰от положения равновесия, освободить его и определить время20–30 полных колебаний. Опыт повторить не менее 5 раз. Результаты измерений занести в таблицу 1.

3. Изменить длину укорачиванием нити, наматывая ее на опору маятника.

4. Выполнить опыты согласно п. 2 и результаты занести в таблицу 1.

Результаты опытов с математическим маятником Таблица 1

№ п/п		Число колебаний п				Число колебаний п
1
2
3

Произвести расчет по формуле:.

5. Повторить п. 1-4 не менее 5 раз. Вычислить среднее значение и погрешность.

2. Определение ускорения силы тяжести с помощью физического маятника

1. Маятник подвесить на одной из опорных призм. Наблюдать п= 20¸30 полных малых колебаний и отмечать соответствующий им промежуток времени. Определить период колебания относительно этой опорной призмы:.

2. Маятник подвесить на другой опорной призме, повторить все операции п. 1 и определить период .

3. Сопоставить результаты п. 1 и п. 2. Они должны быть одинаковыми. Если это не так, то дальнейший эксперимент проводить нельзя, так как маятник должен быть отрегулирован. Эта операция выполняется лаборантом.

4. После того как вы убедились, что Т₁=Т₂=Тможно выполнять эксперимент дальше. Пронаблюдать 20 – 30 полных малых (с амплитудой не более 3⁰–5⁰) колебаний, отметить их времяи определить период. Опыт повторить не менее пяти раз для каждой из опор. Результаты занести в таблицу 2.

Результаты опытов с физическим маятником Таблица 2

№ п/п		п			п
1 . . . . 5

Произвести расчет по формуле:.

5. Повторить п. 1-4 не менее 5 раз. Набрать статистику эксперимента. Вычислить среднее значение и погрешность эксперимента.

4. Обсуждение результатов. Оценка погрешности измерений

Как известно, результат эксперимента представляет вероятное значение измеряемой величины. Эксперимент следует поставить таким образом, чтобы полученное в опыте значение как можно ближе было к истинному значению. Этой цели можно добиться только грамотной постановкой эксперимента. Какие препятствия складываются на пути к качественному результату? Самое главное – ошибка модели. Рассмотрим опыт с так называемым «математическим» маятником. Маятник, представляемый как математический, на самом деле близок к физическому. Таким образом, условность модели является одним из самых существенных недостатков первого эксперимента. Безусловно, и нить нельзя считать нерастяжимой, что создает нарушение изохронизма маятника. Главное, что необходимо соблюсти – это условие достаточно большой (по сравнению с самим шариком) длины нити и малых не более 3⁰–5⁰отклонений нити от вертикали. При обработке результатов экспериментов следует иметь в виду, что дополнительным источником погрешности является невоспроизводимость условий наблюдений. Поэтому рекомендуется определить значениедля каждого отдельного опыта, набрать статистику результатов не менее 5– 6; затем найти среднее значение и среднюю ошибку результата.

Аналогичное замечание можно сделать и для физического маятника. Легко видеть, что ошибки модели здесь проявляются в меньшей степени. Следует соблюсти условие малости амплитуд колебаний. Обработка результатов делается так же как и для математического маятника.