10 -2

Министерство образования и науки

Республики Казахстан

Карагандинский Государственный технический университет

Кафедра Физики

Лабораторная работа № 10

Тема: «Определение ускорения свободного падения»

Выполнили:

студенты гр. Вт-13-2

Тажиев Р.Т. Светцова В.И. Силантьева А.П.

Проверил:

Ясинский В.Б.

Караганда 2014 г.

Цель работы: определить ускорение свободного падения.

Принадлежности: Вертикальная стойка со шкалой, электромагнит - ЭМ, стальной шарик, секундомер.

Схема установки

Порядок работы.

1. Установить электромагнит на высоте 2 – 2,2 м.

2. Замкнуть контакты поворотной заслонки на нижнем кронштейне поворотом ручки (горизонтальное положение заслонки).

3. Установить секундомер на «0», поворотом рычага на блоке управления.

4. Тумблер включения магнита установить в положение «включено».

5. Секундомер установить в положение «включено».

6. Поднести стальной шарик к магниту.

7. Выключить электромагнит тумблером, при этом автоматически включается секундомер. Время падения шарика занести в таблицу.

8. Опыт проделать 10 раз.

9. Вычислить ускорение свободного падения по формуле

.

10. Определить среднее арифметическое значение

.

11. Найти среднюю квадратичную ошибку среднего арифметического значения ускорения свободного падения

.

12. Вычислить доверительный интервал среднего арифметического значения ускорения свободного падения

Таблица 1.

Результаты измерений.

№ п/п.	h,м	t,с	g, м/с2	, м/с2		Δg, м/с2
1	2,00	0,68	8,6505	8,95	0,162	0,366
2		0,64	9,7656
3		0,66	9,1827
4		0,69	8,4015
5		0,66	9,1827
6		0,67	8,9106
7		0,69	8,4015
8		0,65	9,4674
9		0,67	8,9106
10		0,68	8,6505

0

Вывод: определили ускорение свободного падения.

Погрешности измерений вызваны погрешностью секундомера, неоднородностью земной поверхности, географической широтой местности, а также высотой помещения, в котором проводились измерения, над поверхностью земли.

Контрольные вопросы.

1. Какое движение называется свободным падением?

2. Что такое ускорение?

3. Почему ускорение силы тяжести неодинаково в различных точках земной поверхности?

4. Почему два небольших диска (картонный и металлический) одинакового диаметра падают в воздухе с различными скоростями?

5. Как убедиться на опыте, что ускорение свободного падения не зависит от формы и массы тел?

6. Сформулируйте закон всемирного тяготения Ньютона.

7. Запишите полученные значения найденного вами ускорения свободного падения в виде и дайте пояснения.

8. Какие силы определяют ускорение свободного падения тел у поверхности Земли? Зависит ли ускорение свободного падения от широты местности?

9. В чем отличие веса тела от силы гравитационного притяжения тела?

10. Что такое невесомость?

1. Свободное падение – равноускоренное движение, под действием силы тяжести. Векторная величина.

2. Ускорение – скорость изменения скорости; показывает, насколько изменяется вектор скорости за единицу времени. Первая производная скорости. Векторная величина.

3. На экваторе у.с.п. равняется 9,78, на полюсах – 9,832. Земля имеет форму эллипса, в частности – на полюсах Земли расстояние от поверхности до её центра меньше, чем на экваторе. А чем дальше объект находится от точки притяжения, тем слабее сама сила притяжения.

4. Сила притяжения равна массе умноженной на ускорение. Чем больше масса тела, тем сильнее оно притягивается объектом (в данном случае, Землей). Поэтому, тело, имеющее большую массу, упадет быстрее.

5. Опыт: необходимо поместить в герметичную трубку два кардинально различных объекта (стальной шар и птичье перо), добиться вакуума в этой трубке, откачав оттуда воздух, и поставить трубку на одну из её сторон. Эти два объекта должны упасть на дно одновременно.

6.  Два тела притягиваются друг к другу с силой, которая прямо пропорциональна массам этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

F = G*m₁*m₂/r².

7. Эта формула означает среднее значение ускорения свободного падения, полученное в результате проведения опытов, и погрешность измерения, которая должна компенсировать ошибки при вычислении.

8. Центробежное ускорение, гравитационное ускорение. Ускорение свободного падения у поверхности Земли зависит от широты, времени суток и прочих подобных факторов.

9. Сила тяжести имеет гравитационное происхождение и приложена к телу, а вес тела тесно связан с силой упругости и приложен к подвесу или опоре.

10. Невесомость – состояние, при котором действующие на тело гравитационные силы не вызывают взаимных давлений его частей друг на друга.