5. Порядок выполнения работы

1. Определите диапазон изохронности колебаний. Для этого измерьте период колебаний маятника для 8—10 значений амплитуды θ в пределах от 0 до 30°. Результаты занесите в таблицу 1. Выясните, в каком диапазоне амплитуд колебания можно считать изохронными с точностью до 0,1; 0,5; 1%.

Таблица 1 Проверка изохронности математического маятника

θ
t1(10), с
t2(10), с
t3(10), с
Т(θ), с

2. Определите по формуле (34) влияние затухания на период колебаний. Для этого найдите число N колебаний, за которое амплитуда колебаний маятника уменьшается примерно в три раза.

3. Вычислите наименьшую длину подвеса маятника а_min, при которой с точностью до 0,5% можно считать момент инерции маятника равным . Для этого в соотношении (25) примите ΔI_сист/I₀ = 0,005 и вычислите а_min.

4. Проверьте, подтверждается ли на опыте линейная зависимость

между квадратом периода колебаний Т² и длиной а подвеса [см. (28)]. Для этого измерьте период колебаний маятника для четырех-пяти длин подвеса в пределах от а_min до а_max.

При измерениях амплитуда θ колебаний должна быть малой, т. е. находиться в найденном выше диапазоне изохронности. Результаты измерений занесите в таблицу 2.

Таблица 2 Проверка линейной зависимости T² от а

а, м
t1(10), с
t2(10), с
t3(10), с
Т(а),с
Т2(а),с

По результатам измерений постройте график зависимости Т² от а в осях координат X = а, Y = Т².

5. Определите ускорение свободного падения g. Для этого измерьте период колебаний Т маятника при наибольшем значении длины подвеса

а = а_max., чтобы уменьшить относительную погрешность . Вычислите g с помощью формулы(28) при найденных значениях Т и а.

Оцените погрешность по формулеи запишите полученный результат в виде....

Сделайте вывод.

6 Содержание отчета

1. Название лабораторной работы.

2. Цель лабораторной работы.

3. Краткое описание оборудования.

4. Рисунок 2. Принципиальная схема установки.

5. Используемые в работе формулы: (23) - (34)

6. Краткое описание хода работы.

7. Проверка изохронности колебаний маятника. Определение периода колебаний для 8—10 значений амплитуды θ в пределах от 0 до 30°.

8. Таблица 1.

9. Оценка влияния затухания на период колебаний.

10. Вычисление наименьшей длины подвеса маятника а_min, при которой с точностью до 0,5% можно считать момент инерции маятника равным . Для этого в соотношении (25) примите ΔI_сист/I₀ = 0,005 и вычислите а_min.

11. Таблица 2.

12. График полученной по результатам измерений в координатной плоскости график зависимости Т² от а в осях координат X = а, Y = Т².

13. Расчёт ускорения свободного падения g. Вычисление g с помощью формулы (28) при измеренном периоде колебаний Т маятника при наибольшем значении длины подвеса а = а_max.

14. Оценка погрешности .

15. Сделайте вывод. Запись полученного результата в виде ....