14377

Определение ускорения свободного падения при помощи физического оборотного маятника и нахождения его момента инерции

Лабораторная работа

Физика

Определение ускорения свободного падения при помощи физического оборотного маятника и нахождения его момента инерции Лабораторная работа №4 1. Цели и задачи: определить ускорение свободного падения при помощи физического оборотного маятника и найти его момент и

Русский

2013-06-04

96 KB

7 чел.

«Определение ускорения свободного падения при помощи физического оборотного маятника и нахождения его момента инерции»

Лабораторная работа №4

1. Цели и задачи: определить ускорение свободного падения при помощи физического оборотного маятника и найти его момент инерции.

2. Приборы и материалы: оборотный маятник, частотомер (с точностью 0,002 с)

3. Используемые формулы

Величина ускорения свободного падения определяется формулой

;

где  - приведенная длина маятника, Т – период колебания маятника

Момент инерции рассчитывается по формуле

,

где m – масса маятника, l1 и l2 – расстояния от центра тяжести маятника до опорных призм.

Формулы для расчета погрешности результата эксперимента

Расчет погрешности :

,    

Расчет погрешности I:

;    

4. Схема установки

Описание экспериментальной установки

В настоящей работе применяется оборотный маятник, изображенный на рисунке. На металлическом стержне А опорные призмы В и В1 жестко закреплены и не перемещаются. Жёстко закреплена и чечевица О, находящаяся между ними. Вторая чечевица Д находится на конце и может перемещаться по шкале с нониусом и закрепляться в нужном положении. Расстояние между призмами  постоянно и измерено с точностью десятых долей миллиметра.


5. Порядок выполнения работы

  1.  Определяем с помощью частотомера период колебаний маятника для различных положений подвижной чечевицы на шкале маятника (при подвесе сначала на одну, затем другую опорную призму), каждый раз смещая положение чечевицы на 1 см.
  2.  Строим график зависимости периодов колебаний t1 и t2 от положения чечевицы на стержне маятника. Пересечение графиков даёт точку.
  3.  Определяем t1 и t2 в пределах 0,5 см от полученной точки, каждый раз смещая чечевицу на 0,5 мм до тех пор, пока значения t1 и t2 не совпадут с точностью до    1 мс.
  4.  Уравновешиваем маятник на подставке с острой гранью и измеряем расстояния от центра тяжести до опорных призм, вычисляем момент инерции маятника.

6. Экспериментальные данные

1) Определение времени колебаний маятника

Положение

чечевицы, см

0

1

2

3

6

7

t1, с

8,27

8,32

8,36

8,41

8,53

8,57

t2, с

7,60

7,72

7,85

7,98

8,42

8,59

2)График зависимости t1 и t2 от положения чечевицы

3) Определение времени колебаний маятника при перемещении чечевицы по шкале в интервале 6,5-7 см

Положение

чечевицы, см

6,5

6,6

6,7

6,8

6,85

6,9

t1, с

8,550

8,552

8,558

8,559

8,562

8,569

t2, с

8,502

8,520

8,527

8,547

8,560

8,575

4) Измерения параметров маятника

m, кг

l1, м

l2, м

5,965±0,005

0,293±0,001

0,437±0,001

7. Обработка результатов измерений

Практически одинаковые значения t1 и t2 были получены при положении чечевицы на делении 6,85. t составляет 8561 мс.

Отсюда T=8561:5000=1,172 (с)

;   

Расчет момента инерции:

0,764 (кг·м2)

=0,0042;    δ=0,42%

8. Ответ:   м/с2 

  I=0764 кг·м2

9. Вывод: при помощи физического оборотного маятника определено ускорение свободного падения на широте Санкт-Петербурга  м/с2, найден момент инерции данного маятника I=0764 кг·м2. Полученное значение ускорения свободного падения соответствует (с учётом погрешности) справочным данным (на данной широте  м/с2).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2479. Акушерство и гиникология. Аборты и гинекологическая помощь 1.27 MB
  Аборты, акушерская помощь. Агалактия и гипогалактия. Бесплодие и яловость животных. послеродовой парез. Аборт - прерывание беременности с последующим рассасыванием зародыша, мумификацией, мацерацией, путрификацией либо изгнанием из матки мертвого неизмененного плода (выкидыша) или незрелого живого плода (недоноска).
2480. Теорія адміністративної відповідальності при порушенні митних правил 289.5 KB
  Адміністративна відповідальність за порушення митних правил. Завдання, принципи та функції адміністративної відповідальності. Поняття, завдання та принципи провадження в справах про порушення митних правил. Опротестування постанови по справі про порушення митних правил. Свідки та поняті у справах про порушення митних правил.
2481. Высшая математика. Исследование интегралов и теоремы гипотез 147.5 KB
  Неопределённый интеграл и его свойства. Вычисление пути, пройденного точкой. Основные понятия и свойства числовых рядов. Разложение функций в ряд Тейлора. Формула Байеса (теорема гипотез). Формула Бернулли. Определение комплексного числа. Действия над комплексными числами в алгебраической форме.
2482. Організація готельного господарства та туристичної діяльності 895.5 KB
  Типізація готельного господарства. Характеристика ПГГ для масового туризму. Особливості організації праці в готелі. Культура обслуговування. Сутність гостинності. Прийом, розміщення мешканців. Використання платіжного документа. Обслуговуючі господарства. Ресторан при готелі.
2483. Методы измерения материалов и процессов 828.5 KB
  Методы измерения ферромагнитных свойств. Методы определения термического расширения, дилатометрические исследования. Антифрикционные материалы. Материалы с высокими упругими свойствами. Материалы с малой плотностью и высокой удельной прочностью. Последующая обработка гальванопокрытий. Формирование сплошных покрытий.
2484. Оценка финансовых результатов и маржинальный анализ 237.5 KB
  Оценка финансовых результатов на основе метода маржинального анализа. Анализ обеспеченности трудовыми ресурсами и их использование. Анализ угрозы банкротства (отечественный опыт). Анализ дебиторской и кредиторской задолженности. Анализ рентабельности продаж и производства продукции.
2485. Изучение динамики вращательного движения на крестообразном маятнике (маятник Обербека) 169.89 KB
  Определение момента инерции грузов, находящихся на стержнях маятника Обербека. Определение момента инерции маятника Обербека с учетом сил трения в подшипниках маятника, определение отношения моментов сил, действующих на маятник при его движения для случаев, когда нить намотана на шкивы разных радиусов.
2486. Определение скорости пули при помощи баллистического маятника 235.68 KB
  Цель работы. Определить скорость пули и потери механической энергии при неупругом взаимодействии пули и ловушки, используя закон сохранения момента импульса, закон сохранения и превращения энергии.
2487. Изучение физического маятника. Лабораторная работа 74.77 KB
  Выполнив лабораторную работу, научились определять ускорение свободного падения методом Бесселя.