3 Підготовка до роботи

3.1 Ознайомитись з інструкцією.

3.2 Опрацювати теоретичний матеріал за темою роботи

3.3 Письмово відповісти на питання вихідного контролю.

3.4 Продумати методику виконання роботи.

3.5 Ознайомитись з правилами оформлення звітів і підготувати бланк звіту по даній роботі

4 Інструменти, обладнання і прилади

Серійний універсальний маятник ФМ13, блок керування, технічні ваги, тригранна металічна призма для визначення центру ваги фізичного маятника, міліметрова лінійка 0÷0,5 м, міліметровий папір, олівець.

Загальний вигляд універсального маятника вказаний на Мал.3, а на Мал.3а один із його вузлів – оборотний маятник.

За допомогою фотодатчика 9 коливання маятників фіксуються і підраховуються блоком керування 10. Фотодатчик підключається до блоку керування за допомогою кабеля з маркуванням ФМ-13, а блок керування – до мережі ~ 220 В. Перед вимірюваннями стояк 12 маятника виставляється у вертикальне положення за допомогою регулювальних гвинтів 11 основи, яке можна проконтролювати за площиною провисання математичного маятника.

Технічні характеристики універсального маятника

• максимальна довжина математичного маятника – 385±1 мм;

• довжина стрижня фізичного (оборотного) маятника – 440±1,5 мм;

• маса фізичного (оборотного) маятника – 1,1±0,1 кг;

• вимірювана кількість коливань любого із маятників - не більше 99 коливань.

Мал.3. Загальний вигляд універсального маятника

а) вузол підвіски оборотного маятника.

1 – штатив; 2 – кронштейн для підвішування математичного і фізичного (оборотного) маятників; 3 – біфілярний підвіс (із капронової нитки) математичного маятника; 4 – металічна кулька математичного маятника; 5 – пристрій для зміни довжини підвісу математичного маятника; 6 – металічний стрижень фізичного (оборотного) маятника (стрижень має круглий переріз і кільцеві масштабні позначки через кожні 10 мм для відліку довжини); 7 – дві опорні призми; 8 – два дископодібні вантажі (чечевиці), які можна переміщати і фіксувати по всій довжині стрижня; 9 – фотодатчик; 10 – блок керування (вимірювач).

Примітка: відлік часу коливань починається з першим перетином кулькою математичного маятника, чи стрижнем

5 Завдання

5.1 Визначити прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника.

5.2 Написати висновки та відповісти на контрольні запитання.

6 Питання вхідного контролю

6.1 Що називається математичним маятником маятником?

6.2 Від чого залежить період коливань математичного маятникf?

6.3 Якими силами визначається прискорення вільного падіння на поверхні Землі?

4. Які коливання називаються гармонічними?

7 Хід роботи

Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника

1. Виставити необхідну довжину l математичного маятника – відстань від нижньої точки кульки до точки підвісу. Набір значень l взяти у викладача.

2. Натиснути клавішу „СЕТЬ”, включити живлячу напругу. На цифрових індикаторах з’являться цифри "0".

3. Натиснути клавішу „СБРОС”, що підготує секундомір до виміру.

4. Виміряти час t, за який відбудуться n=50 повних коливань маятника при даній довжині l. Для цього вивести маятник з положення рівноваги (амплітуда коливання маятника повинна бути мала в порівнянні з його довжиною) і під час 49-го коливання натиснути кнопку “СТОП”.

5. Повторити п. 3 та 4 двічі і знайти середнє значення часу t . Визначити період коливань T за формулою . Результат занести в табл.1.1.

6. Повторити п.3 – 5 для інших значень довжин маятника l.

7. Обчислити T ² для усіх дослідів.

8. Побудувати графік залежності величини T ² як функції від l на міліметровому папері.

9. З графіка знайти тангенс кута нахилу прямої.

10. Визначити g за формулою (5). Результати обчислень занести в табл.1.1.

Таблиця 1.1

№	l	t			tсер	T	T2	g
		1	2	3
1
2
3