Задача 3. Определение ускорения силы тяжести с помощью оборотного маятника
1. Проконтролировать по отвесу правильность установки маятника, при необходимости провести регулировку.
2. Включить секундомер в сеть 36 В. Тумблер счетчика установить в положение “Включено”. Нажать и отпустить кнопку “Сброс” секундомера. Кнопку “Пуск” установить в отжатое положение.
3. Подвесить маятник, установив его трехгранную призму - опору в ответном гнезде стойки маятника. Это будет "прямое" положение маятника.
4. Отклонить стержень на угол 5 - 7 о от положения равновесия и отпустить его. В момент, когда в процессе колебаний стержень займет одно из крайних положений, нажать кнопку “Пуск” секундомера. Отсчитав 10 полных колебаний, кнопку “Пуск” секундомера установить в отжатое положение. Показания секундомера занести в таблицу 3 – в строку П ( “прямое” положение маятника). Нажать и отпустить кнопку “Сброс” секундомера.
5. Повторить операции по п. 4 еще пять раз. Вычислить среднее значение
времени десяти колебаний и соответствующее значение периода Т пр.
6. Перевернуть стержень маятника на 1800 и подвесить, используя для этого вторую трехгранную призму - опору. Выполнить п. п. 3 – 5. Занести показания в таблицу 3 - строку О1 ( первое состояние “оборотного” маятника). Вычислить значение периода Тоб1. Измерить и занести в таблицу расстояние между центральными гранями опор маятника l1.
7. Дважды передвинуть нижний груз (в оборотном положении маятника), закрепляя его в новом положении. В каждом положении провести операции по п. 6. Занести результаты измерений времени, значений l1, l2 и вычислений Тоб2, Тоб3 в стоки таблицы О2 и О3.
8. Построить зависимость значений Тобi от li. Найти на этой зависимости значение Тоб , равное значению Тпр и соответствующее ему значение l. Используя это значения l и значение Тпр рассчитать значение g по формуле (26).
9. Отключить секундомер от сети.
Таблица 3
Положение маятника |
t – время десяти колебаний |
||||||||
l обi |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
t ср |
Пери- од |
|
П |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dF
x,y,z
m1
m2
m1
dm
x,y,z r
r
Рис. 1 Рис. 2
x
z
Рис. 3
Рис. 4. Сила тяжести
- векторная сумма силы притяжения
и центробежной силы
l
d
z=0
0 y
b
x
=
const
z
Рис. 5
Рис. 6
Рис.7
Рис.8