14329

Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника

Лабораторная работа

Физика

Лабораторна робота №2 Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника Мета роботи: Виміряти прискорення вільного падіння по періоду коливанняматематичного маятника; Визначити закони гармонічного коливального руху.

Украинкский

2013-06-03

71 KB

241 чел.

Лабораторна робота №2

Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника

Мета роботи:

  1.  Виміряти прискорення вільного падіння по періоду коливання
    математичного маятника;
  2.  Визначити закони гармонічного коливального руху.

Прилади та обладнання:

  1.  Важка   кулька,   яка   підвішена   на   легкій   нитці,   що   не розтягується;
  2.  Секундомір.

Рух тіла під дією тільки однієї сили тяжіння називається вільним падінням, а прискорення, якого набуває при цьому тіло - прискоренням вільного падіння g.

У даній роботі прискорення вільного падіння визначається за допомогою математичного маятника.

Математичним маятником називається матеріальна точка, яка підвішена на тонкій невагомій нитці, що не розтягується. Ця матеріальна точка здійснює коливання у вертикальній площині, під дією сили тяжіння.

На практиці математичним маятником можна вважати важке тіло, яке підвішене на легкій недеформованій нитці, довжина якої на багато більше за розміри тіла. Сила F при малих кутах відхилення  дорівнює:

                                                                                                 (1)

                

 Таким чином, повертаюча сила F пропорційна куту відхилення маятника від положення рівноваги, отже, пропорційна зміщенню маятника від цього положення. Така сила викликає гармонічний коливальний рух. Період математичного маятника визначається  за формулою:

                                                                                                                                       (2)

Розв'язуючи (2) відносно g, одержимо:

                                                                                                       (3)

звідки   випливає,   що   визначення   прискорення   вільного   падіння зводиться до вимірювання довжини маятника та періоду його коливань. Період коливань математичного маятника Т залежить від довжини маятника L і прискорення вільного падіння.

Порядок виконання роботи

1. Підраховати   довжину   маятника   L,   вимірюючи   для   цього відстань

від   точки підвісу до центру ваги підвішеної кулі.

,

де    l0 - відстань від точки прикріплення на кронштейні до місця прикріплення нитки на кульці;  l1-  відстань від місця кріплення нитки на кульці до поверхні кулі; 

d -діаметр кульки. 

      Відводячи маятник від положення рівноваги на малий кут (5º-10º),
визначити проміжок часу, за який здійснюється
N повних коливань (кількість коливань задається викладачем). Обробити результати вимірювань l і Т.

2. Розрахувати значення величини Т за формулою:

3.Знайти значення величини g за формулою (3).

       4.Знайти   gcep., а також розрахувати відносну та абсолютну похибки вимірювань і записати кінцевий результат у вигляді:

 5.Оформити звіт і результати занести у таблицю:

L(м)

N

t

T(с)

                                        Контрольні питання

1. Сформулюйте закон Всесвітнього тяжіння та поясніть фізичний зміст гравітаційної сталої.

2.  Поясніть різницю між вагою і силою тяжіння.

3.  Запишіть залежність прискорення вільного падіння від висоти над поверхнею Землі та географічної широти місця.

4.  Дати визначення прискорення вільного падіння.

5.  Дати визначення періоду та частоті коливань.                 

6.  Від яких величин залежить повна енергія гармонічних коливань.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

64382. ГЕОМЕТРИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РОЗПОДІЛУ ВІДБИТОЇ СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГІЇ НА ПРИЙМАЧІ 229 KB
  Кількісна оцінка інтенсивності відбитого потоку дозволяє визначати зони розрідження і концентрації енергії. Розробити алгоритм побудови точкового каркаса поверхні розподілу ступеню концентрації відбитої енергії на приймачі з комп'ютерною реалізацією.
64383. ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ В ТЕПЛОМАСООБМІННИХ ПРОЦЕСАХ ОЧИЩЕННЯ ВИКИДІВ ВІД ПРОМИСЛОВИХ ОБЄКТІВ 782.14 KB
  В Україні й світовому співтоваристві однією з найгостріших проблем сучасності є зниження енергетичних витрат на системи очищення шкідливих викидiв об’єктів промислової теплоенергетики.
64384. РОЗРОБКА БЛОКОВОЇ ЗЕРНОСУШАРКИ НА ОСНОВІ АВТОНОМНИХ ВИПАРЮВАЛЬНО-КОНДЕНСАЦІЙНИХ СИСТЕМ 872.5 KB
  Для сучасного зерносушіння характерні дві проблеми: високі енерговитрати й забруднення зерна продуктами згоряння. Витрати енергії на зерносушіння вище ніж енерговитрати при виробництві зерна. Досвід застосування у світовій практиці теплових труб і термосифонів...
64385. КОЛОЇДНО-ХІМІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ГУМУСОВО-АКУМУЛЯТИВНОГО ҐРУНТОТВОРЕННЯ І РОДЮЧОСТІ ПРИРОДНИХ Й АГРОГЕННИХ ЧОРНОЗЕМІВ ЛІВОБЕРЕЖНОГО ЛІСОСТЕПУ ТА СТЕПУ УКРАЇНИ 441.5 KB
  Обробіток ґрунтів часто обумовлює мінералізацію органічних речовин значне зниження загальних запасів гумусу в ґрунтах. Тому дослідження органічної складової ґрунту визначення шляхів збереження і накопичення гумусу у ґрунті...
64386. ФІНАНСОВИЙ МЕХАНІЗМ РЕГУЛЮВАННЯ МІЖБЮДЖЕТНИХ ВІДНОСИН В УКРАЇНІ 217.5 KB
  Однією з важливих передумов забезпечення комплексного розвитку бюджетної системи є формування дієвого фінансового механізму регулювання міжбюджетних відносин. У першу чергу це суперечливі політичні економічні та соціальні перетворення відсутність...
64387. Обґрунтування раціональних параметрів і конструкцій шпурових зарядів для зниження розміцнення гірських порід при спрямованому розколі 6.3 MB
  Для цього розроблено спеціальні конструкції зарядів що дозволяють одержати спрямований розкол блока з мінімальним розміцненням породи поблизу бічних поверхонь установити не тільки зниження її міцності але й її зміну із часом після вибухового впливу залежно...
64388. ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПРАВ ЮРИДИЧНОЇ ОСОБИ В АДМІНІСТРАТИВНИХ ПРОВАДЖЕННЯХ 142.5 KB
  Забезпечення прав юридичної особи в адміністративних провадженнях є однією з найгостріших проблем сучасної української правової науки та практики. Саме права і свободи особи та їхні гарантії визначають зміст і спрямованість державної діяльності...
64389. ПІДГОТОВКА ВИКЛАДАЧІВ АГРАРНИХ ДИСЦИПЛІН У ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДАХ КРАЇН ПОЧАТКОВОГО ЕТАПУ ЗАХІДНОЄВРОПЕЙСЬКОЇ ІНТЕГРАЦІЇ І ВЕЛИКОБРИТАНІЇ 348 KB
  На кожному етапі він наповнюється новим змістом, новими організаційно-педагогічними формами і методами, новими потребами та відповідними підходами до інтегрування індивідуальних, професійних, соціальних аспектів життєдіяльності.
64390. ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ ДЛЯ МОДЕЛЮВАННЯ ТА РОЗПІЗНАВАННЯ МІМІЧНИХ ПРОЯВІВ ЕМОЦІЙ НА ОБЛИЧЧІ ЛЮДИНИ 26.74 MB
  Методи і алгоритми аналізу й синтезу емоційного стану обличчя людини є складовою частиною систем і засобів штучного інтелекту спрямованих на дослідження створення та впровадження алгоритмічних та програмноапаратних систем і комплексів...