Laboratornaya_rabota_po_fizike_3
.docФедеральное агентство по образованию Российской Федерации
Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого
__________________________________________________________
Кафедра общей и экспериментальной физики
Определение ускорения свободного падения при помощи универсального маятника
Лабораторная работа по дисциплине Физика
Отчёт
Преподаватель
____________Ульман Н.Н
«___»_____________2006г.
Выполнил
студент гр. 6031
Лукин К.Г.
Великий Новгород
2006г.
Цель: определить ускорение свободного падения при помощи математического и физического маятников.
Приборы: математический маятник, физический маятник
Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой, нерастяжимой нити и совершающая колебание в вертикальной плоскости под действием силы тяжести.
Физическим маятником называется абсолютно твердое тело, совершающее колебания под действием силы тяжести вокруг горизонтальной оси, не проходящей через его центр тяжести.
1 Определение ускорения свободного падения при помощи математического маятника (n=10)
Рабочая формула:
|
Искомая величина |
Измерение |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
l, м |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,55 |
0,6 |
0,65 |
0,7 |
0,75 |
|
1 t, с |
11,0 |
11,9 |
12,9 |
13,4 |
14,4 |
14,9 |
15,4 |
16,3 |
17,0 |
17,5 |
|
2 t, с |
10,8 |
11,8 |
12,7 |
13,5 |
14,1 |
14,9 |
15,9 |
16,2 |
17,1 |
17,4 |
|
3 t, с |
10,9 |
11,8 |
12,8 |
13,7 |
14,3 |
14,9 |
15,7 |
16,3 |
17,0 |
17,6 |
|
<t>, с |
10,9 |
11,8 |
12,7 |
13,5 |
14,27 |
14,9 |
15,7 |
16,3 |
17,0 |
17,4 |
|
Т, с |
1,09 |
1,18 |
1,27 |
1,35 |
1,427 |
1,49 |
1,57 |
1,63 |
1,70 |
1,74 |
|
Т2, с2 |
1,188 |
1,392 |
1,613 |
1,823 |
2,036 |
2,22 |
2,46 |
2,66 |
2,89 |
3,027 |
|
g, м/с2 |
9,959 |
9,916 |
9,780 |
9,735 |
9,685 |
9,7701 |
9,619 |
9,637 |
9,553 |
9,772 |
|
<g>, м/с2 |
9,7426 |
|||||||||
-
Вычисление относительной погрешности при определении ускорения свободного падения (математический маятник)
1.2 Окончательный результат
2 Определение ускорения свободного падения при помощи физического маятника (n=10; L=0,73 м; Δt=0.1 c)
|
Измерение |
1 t, c |
2 t, c |
3 t, c |
<t>, с |
T, c |
a, м |
|
Для призмы B1 |
17,1 |
17,3 |
17,1 |
17,2 |
1,72 |
0.55 |
|
Для призмы B2 |
17,1 |
17,3 |
17,2 |
17,2 |
1,72 |
0.18 |
Поскольку в двух разных положениях маятника период колебаний остается одинаковым, то имеем право использовать формулу:
Отсюда следует, что
По теореме Штейнера
где I0 - момент инерции маятника относительно оси, проходящей через его центр масс и параллельной оси качаний.
или
Значит
Отсюда
2.1 Расчет относительной погрешности при определении ускорения свободного падения (физический маятник)
Поскольку значение
L
известно заранее (не проводились
измерения во время лабораторной работы),
то
=0,
значит:
2.2 Окончательный результат
Вывод: в ходе этой лабораторной работы я экспериментальным путем определил ускорение свободного падения при помощи математического маятника и при помощи физического маятника, и оно оказалось с высокой точностью равно табличному значению (g=9,80665 м/с2). Значит данный метод определения ускорения свободного падения пригоден для нахождения искомой величины (g).