Лабораторна робота № 3–7

Лабораторна робота № 3–7

ВИЗНАЧЕННЯ ПРИСКОРЕННЯ ВІЛЬНОГО ПАДІННЯ ЗА ДОПОМОГОЮ

МАТЕМАТИЧНОГО МАЯТНИКА

Мета роботи: вивчення законів, що описують коливання математичного маятника, визначення прискорення вільного падіння.

Обладнання: лабораторна установка.

Теоретичні відомості

Математичним маятником називається підвішений до тонкої нитки вантаж, розміри якого набагато менші від розмірів нитки, а його маса набагато більша від маси нитки.

Для невеликих відхилень маятника від положення рівноваги його коливання є гармонічними. Тому рівняння руху математичного маятника має вигляд:

(1)

де х – зміщення від положення рівноваги,

 - циклічна частота.

Враховуючи, що

(2)

для періоду коливань математичного маятника отримаємо залежність

(3)

де l – довжина підвісу маятника.

Як бачимо з формули (3), період коливань математичного маятника визначається тільки довжиною підвісу і прискоренням вільного падіння. Тому, якщо відомі період коливань і довжина маятника, можна визначити величину прискорення вільного падіння:

(4)

Опис експериментальної установки

Лабораторна установка складається з математичного маятника, довжину якого можна змінювати вертикальної лінійки, секундоміра та лічильника коливань на фотоелементі. Для керування секундоміром і лічильником використовуються клавіші “ Сброс” і “ Стоп”.

Проведення експерименту

1. Встановити максимально можливу довжину маятника.

2. Відхилити маятник на 4º – 5º від положення рівноваги.

3. Визначити час 10 коливань.

4. За формулою ,де t – час здійснення певної кількості коливань, n – кількість коливань, розрахувати період коливань маятника.

5. Дослід повторити п’ять разів. Обчислити середнє значення періоду.

6. Повторити п. п.2 – 5 для меншої довжини маятника.

Обробка результатів

1. Для кожного випадку за формулою (4) розрахувати значення прискорення вільного падіння.

2. Обчислити середнє значення g_ср.

3. Визначити абсолютну і відносну похибки вимірювання за формулами:

   	(5)
   	(6)

4. Результати вимірювань і обчислень занести у таблицю 1.

5. Зробити висновки.

Таблиця 1

№	l, м	i	Т, с	g, м / с2	g, м / с2	
І		1
		2
		3
		4
		5
		ср.
ІІ		1
		2
		3
		4
		5
		ср.

Контрольні запитання

1. Які коливання називаються гармонічними? Умова гармонічності коливань?

2. Що називається математичним маятником? Від чого залежить період його коливань?

3. Від чого залежіть значення прискорення вільного падіння?

Література

1. Савельев И. В. Курс общей физики, т.1. – М.: Наука, 1987.

2. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.:Высшая школа, 1990.

3. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Механика, т.1, – М.: Наука, 1989.

стор. 2 з 2