- •Теоретические положения.
- •Описание методики измерений.
- •Измерение №1
- •Обработка результатов измерений.
- •Контрольные вопросы.
- •Центр масс тела.
- •Теорема Штейнера.
- •Дифференциальное уравнение гармонических незатухающих колебаний.
- •Вывод рабочей формулы.
- •Периоды собственных незатухающих колебаний физического и математического маятников.
- •Зависимость значения ускорения свободного падения от географической широты.
Описание методики измерений.
Физический маятник представляет собой металлическую пластину с двумя вырезами различной формы.
Маятник может совершать колебания относительно двух горизонтальных осей, проходящих через точки подвеса А1 и А2, удаленные от центра масс маятника ЦТ на расстояния а1 и а2 соответственно.
Момент инерции маятника относительно А1:
- момент инерции маятника относительно горизонтальной оси, проходящей через центр масс маятника ЦТ.
- масса маятника.
Период колебаний маятника относительно А1:
(6)
Момент инерции маятника относительно А2:
Период колебаний маятника относительно А2:
(7)
Возведение почленно (6) и (7) в квадрат дает систему из двух уравнений, которую можно решить относительно g:
(8)
Левые части системы уравнений (8) равны между собой. Приравнивания правые части и сокращая массу маятника, получаем соотношение, позволяющее экспериментально определить значение ускорения свободного падения:
(9)
Таблица 1.
№ опыта |
= 0,38 |
= 0,28 |
,м/с2 |
, м/с2 |
, (м/с2)2 |
||
t, c |
T1,c |
t, c |
T2,c |
||||
1 |
27,80 |
1,39 |
25,80 |
1,29 |
6,40 |
-1,79 |
3,2041 |
2 |
27,40 |
1,37 |
25,60 |
1,28 |
9,48 |
1,29 |
1,6641 |
3 |
27,60 |
1,38 |
25,60 |
1,28 |
9,12 |
0,93 |
0,8649 |
4 |
27,80 |
1,39 |
25,80 |
1,29 |
6,40 |
-1,79 |
3,2041 |
5 |
27,60 |
1,38 |
25,60 |
1,28 |
9,12 |
0,93 |
0,8649 |
6 |
27,40 |
1,37 |
25,80 |
1,29 |
9,48 |
1,29 |
1,6641 |
7 |
27,80 |
1,39 |
25,60 |
1,28 |
6,40 |
-1,79 |
3,2041 |
8 |
27,60 |
1,38 |
25,60 |
1,28 |
9,12 |
0,93 |
0,8649 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Число полных колебаний маятника n = 20
Измерение №1
t1 = 27,80 c t2 = 25,80 c
Обработка результатов измерений.
Среднее значение ускорения свободного падения:
Среднее квадратичное отклонение измеренной величины от среднего значения:
Значение коэффициента Стьюдента по таблице коэффициентов для доверительной вероятности α = 0.90.
Абсолютная погрешность измерения:
Результат измерения в интервальной форме:
,м/с2
Относительная погрешность измерения g: