Контрольные вопросы

1. Что называется физическим маятником?

2. Что называется приведённой длиной физического маятника?

3. Что называется периодом колебаний? Выведите формулу для периода колебаний физического маятника.

4. Как сдвинуты по фазе скорость и смещение точки при свободных гармонических колебаниях?

5. С какой максимальной точностью можно определить период колебаний маятника в данной работе?

6. Какие величины необходимо измерить для определения положения центра тяжести маятника?

Лабораторная работа 4.2 определение ускорения силы тяжести при помощи физического маятника

Цель работы: исследуя колебания физического маятника, определить ускорение силы тяжести.

Приборы и принадлежности: физический маятник, секундомер, линейка.

Вывод рабочих формул и описание установки

Ускорение силы тяжести g зависит от географической широты и высоты над поверхностью Земли и в условиях ВНУ им. В. Даля примерно равно 9,81 м/с².

В данной работе используется оборотный физический маятник, описанный выше. Так как в этих условиях L₁=L₂=L=l, то

.

Отсюда .

В этом случае

.

Порядок выполнения работы

1. Установить маятник ножевой опорой О₁ на “подушки”.

2. Отклонить маятник на небольшой угол (5-10°) и измерить секундомером время t₁ 10 полных колебаний.

3. Повторить измерения t₁ 5 раз.

4. Перевернуть маятник, установить его на “подушки” опорой О₂.

5. Пять раз измерить время t₂ 10 полных колебаний в этом случае.

6. Для первого и второго случаев определить период колебаний . Если полученные значения периодов немного отличаются между собой, то необходимо отрегулировать маятник и повторить измерения.

7. Результаты измерений занести в таблицу:

№ п/п	t1, с	Δ t1, с	t2, с	Δ t2, с	Т1, с	Δ Т1, с	Т2, с	Δ Т2, с
1
2
3
4
5
Ср.

8. Снять маятник, положить на треугольную призму и, добившись равновесия, измерить линейкой расстояния от центра тяжести до ножевых опор l₁ и l₂, а также расстояние между точками подвеса (ножевыми опорами) l (l должно быть равно сумме l₁ + l₂).

9. Вычислить ускорение силы тяжести и сравнить полученное значение с общепринятым.

10. Вычислить моменты инерции маятника (масса маятника указана на чечевице):

.

11. Результаты вычислений занести в таблицу, вычислив погрешности прямых и косвенных величин:

l1,м	Δl1,м	l2,м	Δl2,м	l, м	Δl, м	m, кг	Δm, кг	gэкспм/с2	εg, %	Δg, м/с2

12. Сделать выводы.