Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лабы / Витюгова / 2010 / 0331Иванов!.doc
Скачиваний:
11
Добавлен:
06.06.2015
Размер:
184.83 Кб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Физический факультет

Кафедра общей физики

Иванов Лев Викторович

ОТЧЕТ

о лабораторной работе

«Измерение ускорения свободного падения»

Измерительный практикум, 1 курс, группа 0331

Преподаватель измерительного практикума

______________ А. Н. Шмаков

«___»_________ 2010 г.

Преподаватель компьютерного практикума

______________ Н. А. Витюгова

«___»_________ 2010 г.

Новосибирск, 2010 г.

Аннотация. В данной работе рассмотрен баллистический метод измерения ускорения свободного падения, основанный на измерении осциллографом времени пролета магнитом известных расстояний между тремя соленоидами. В результате экспериментов было установлено значение ускорения свободного падения характерное для средних широт, а также проведен анализ погрешностей измерений. Источником погрешностей являются неточности в измерении расстояний между соленоидами и времени пролета между ними. Помимо этого имела место систематическая ошибка, связанная с несовершенством метода измерения.

Введение

Движение тел только под действием силы тяжести называется свободным падением. Свободно падающее тело движется равноускоренно с постоянным ускорением g, называемым ускорением свободного падения. Величина g не зависит от свойств падающих тел, но зависит от географической широты местности и от высоты над уровнем моря.

Изучение величины свободного падения (и, соответственно, силы тяжести) имеет важное теоретическое и прикладное значение в геофизике, геодезии, геологии, космонавтике и является основой науки, называемой гравиметрия. По измерениям g в различных точках определяется фигура Земли (геоид) и распределение масс в её недрах, а данные о различных аномалиях (отклонениях силы тяжести от нормальной, определяемой геометрическими характеристиками геоида) служат для поиска и разведки месторождений полезных ископаемых.

Приборы для измерения силы тяжести и соответствующего ускорения свободного падения называются гравиметрами. Их разделяют на статические и динамические. Статические основаны на уравновешивании силы тяжести упругой силой. Динамические гравиметры подразделяются на струнные, маятниковые и баллистические.

В данной работе передо мной стоит задача измерить ускорение свободного падения с учётом погрешности с максимальной точностью. Для ее достижения я поставил цель получить диапазон значений g (ускорения свободного падения) и определить причины возникновения погрешности.

  1. Описание эксперимента

  1. Сборка схемы (проверка правильности соединений и надёжности контактов).

  2. Задание одинакового расстояния между катушками (измерения проводятся с помощью линейки).

  3. Запуск тела (магнита), наблюдение за его падением.

  4. Получение изображения на экране осциллографа и измерение промежутков времени между импульсами наведённой ЭДС с помощью курсоров.

  5. Последовательное повторение пунктов 3 и 4 5 раз.

  6. Повторение пунктов 2 (задание иного одинакового расстояния между катушками) и 5 6 раз.

  7. Обработка результатов.

    1. Методика измерений

Рис.1. Падение тела.

В данной работе используется простейший вариант баллистического метода измерения. Баллистические гравиметры применяются для абсолютных измерений g. Принцип действия баллистического гравиметра основан на измерении времени прохождения падающего тела через несколько точек, расстояние между которыми известно.

Пусть тело А (рис.1) падает с некоторой высоты с нулевой начальной скоростью. Используя формулы равноускоренного движения для скорости и пройденного пути запишем следующие соотношения:

(1)

(2)

где: S1 = h2 - h1 и S = h3 - h2 – два отрезка пути, последовательно проходимых падающим телом за время ∆t1 = t2 – t1 и ∆t2 = t3 – t2 соответственно.

Решив уравнение (1) относительно скорости V1 и подставив её выражение в формулу (2), после несложных преобразований получим формулу для определения ускорения свободного падения по измеренным значениям S1, S2, ∆t1 и ∆t2:

(3)

Установим расстояния между измерительными катушками одинаковыми (S = S1 = S2), и расчётную формулу можно представить в виде:

(4)

Соседние файлы в папке 2010