69914

Расчет ускорения свободного падения при помощи оборотного и математического маятников

Лабораторная работа

Физика

Цель работы: экспериментально определить ускорение свободного падения с помощью физического и математического маятников. Оборудование и принадлежности: установка с физическим и математическим маятником, секундомер, линейка с миллиметровыми делениями.

Русский

2015-01-16

287.5 KB

2 чел.

Лабораторная работа №1

Определение ускорения свободного падения при помощи оборотного и математического маятников

Студентов 1 курса,

7 группы,

Географического факультета

Ёщика Дмитрия
Голушко Дмитрия

Цель работы: экспериментально определить ускорение свободного падения с помощью физического и математического маятников.

Оборудование и принадлежности: установка с физическим и математическим маятником, секундомер, линейка с миллиметровыми делениями.

Схема установки

Рис.1.

  1.  стойка;
  2.  кронштейн;
  3.  математический маятник;
  4.  оборотный маятник;
  5.  опорные призмы;
  6.  (а, б) чечевицы.

 

Рабочие формулы:

g – ускорение свободного падения, (g = 9,8 м/с2)

L – расстояние между призмами, [м]

T – период колебаний, [c]

t - время n колебаний маятников, [c]

n – количество колебаний.

Таблица 1.

Результаты измерений периодов колебаний оборотного маятника.

D, m

n

tпрям,c

Tпрям,c

tперев,c

Tперев,c

0.00

10

16.7

1.67

16.9

1.69

0.01

10

16.8

1.68

16.9

1.69

0.02

10

17.0

1.70

17.0

1.70

0.03

10

17.4

1.74

16.9

1.69

0.04

10

17.7

1.77

16.9

1.69

0.05

10

18.0

1.8

17.3

1.73

0.06

10

18.3

1.83

17.4

1.74

0.07

10

18.5

1.85

17.5

1.751

0.08

10

18.7

1.87

17.5

1.75

0.09

10

19.3

1.93

17.8

1.78

0.1

10

19.8

1.98

18.2

1.82

График зависимости периодов колебаний в прямом и перевернутом положениях маятника от расстояния от чечевицы до конца стержня

Рис. 2

Точка пересечения графиков соответствует равенству периодов этих колебаний.

Tпрям = Tперев = 1.7с

Tпрям1 = 1.71 с

Tпрям2 = 1.7 с                <Tпрям> = ( Tпрям1 + Tпрям2 + Tпрям3 )/3 = 5,1/3 = 1.7 c

Tпрям3 = 1.69 с

Tперев1 = 1.7 c

Tперев2 = 1.72 c               < Tперев >  = (Tперев1 +Tперев2 + Tперев3)/3 = 5,13/3= 1.71 c

Tперев3 = 1.71 c

L1 = 0.72м

L2 = 0.72м                        <L> = (L1 + L2 + L3)/3 = 2,16 / 3 = 0,72 (м)

L3 = 0.72 м

                                            <T> = (<Tпрям> + < Tперев >) / 2   = 3,41/2 = 1.705 (c)

Таблица 2

Результаты измерений и расчётов ускорения свободного падения

с помощью математического маятника.

n,раз

1

2

3

4

5

6

7

L, m

0,12

0,13

0,14

0,15

0,16

0,17

0,18

t, c

6,3

7

7,3

7,7

7,9

8

8,1

T, c

0,63

0,7

0,73

0,77

0,79

0,8

0,81

T2, c2

0,40

0,49

0,53

0,59

0,62

0,64

0,66

g, м/c2

11,92

10,46

10,36

9,98

10,11

10,48

10,82

< g мат> = ( g1 + g2 + g3 + g4 + g5 + g6 + g7 + g8 + g9 + g10 )/ 7 =

= 74.13 / 7=10.59 (м/c2).

График зависимости L(T²)

Рис. 3

С помощью оборотного маятника мы получили ускорение свободного падения      gоп = 9.77 (м/c2), а для математического -  gмат = 10.59 (м/c2). Таким образом получаем что     gоб < gмат .

Физические выводы:

Мы экспериментально определили  ускорение свободного падения с помощью физического и математического маятников с помощью следующих формул:  , .

Полученные результаты несущественно отличаются от табличных. Погрешность связана с неточностью при измерениях.

Мы считаем, что gоб < gмат  можно объяснить тем, что маса оборотного маятника больше массы математическо, соответственно сила трения воздуха влияет на его T меньше.

Проделав работу, мы доказали, что ускорение свободного падения можно определить с помощью маятника, путем измерения периода его колебаний.

PAGE  1


EMBED PBrush  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

25307. Природа потенциала покоя 28.5 KB
  Согласно этой теории биоэлектрические потенциалы обусловлены неодинаковой концентрацией ионов К' N3' СГ внутри и вне клетки и различной проницаемостью для них поверхностной мембраны. Протоплазма нервных и мышечных клеток содержит в 3050 раз больше ионов калия в 810 раз меньше ионов натрия и в 50 раз меньше ионов хлора чем внеклеточная жидкость. На структурных элементах мембраны фиксируются различные ионы что придает стенкам ее пор тот или иной заряд и тем самым затрудняет или облегчает прохождение через них ионов. Так предполагается...
25308. Потенциал действия 37.5 KB
  Потенциал действия может быть зарегистрирован двояким способом: с помощью электродов приложенных к внешней поверхности волокна внеклеточное отведение и с помощью микроэлектрода введенного внутрь протоплазмы внутриклеточное отведение. Долгое время физиологи полагали что потенциал действия представляет собой лишь результат кратковременного исчезновения той разности потенциалов которая существует в покое между наружной и внутренней сторонами мембраны. Однако точные измерения проведенные с помощью внутриклеточных микроэлектродов...
25309. Законы раздражения 44 KB
  Механизм раздражающего действия тока при всех видах стимулов в принципе одинаков однако в наиболее отчетливой форме он выявляется при использовании постоянного тока прямоугольной формы. При использовании в качестве раздражителя электрического тока порог выражается в единицах силы тока или напряжения. Существует два способа подведения электрического тока к ткани: внеклеточный и внутриклеточный. Недостаток этого метода заключается в значительном ветвлении тока: только часть его проходит через мембраны клеток часть же ответвляется в...
25310. Строение и классификация нейронов 35.5 KB
  Место отхождения аксона от тела нервной клетки называют аксонным холмиком. Дендриты это многочисленные ветвящиеся отростки функция которых состоит в восприятии импульсов приходящих от других нейронов и проведении возбуждения к телу нервной клетки. В центральной нервной системе тела нейронов сосредоточены в сером веществе больших полушарий головного мозга подкорковых образований мозжечка мозгового ствола и спинного мозга.
25311. Строение и работа синапсов 28 KB
  Они образуются концевыми разветвлениями нейрона на теле или отростках другого нейрона. В структуре синапса различают три элемента: 1пресинаптическую мембрану образованную утолщением мембраны конечной веточки аксона; 2синаптическую щель между нейронами; 3постсинаптическую мембрану утолщение прилегающей поверхности следующего нейрона. В большинстве случаев передача влияния одного нейрона на другой осуществляется химическим путем.Для возбуждения нейрона необходимо чтобы ВПСП достиг порогового уровня.
25312. Рефлекс. Рефлекторный процесс 63.5 KB
  У животных обладающих нервной системой развился особый тип реакций рефлексы. Рефлексы это реакции организма происходящие при обязательном участии нервной системы в ответ на раздражение воспринимающих нервных окончаний рецепторов. Павлова делят на две большие группы: на рефлексы безусловные и условные. Безусловные рефлексы это врожденные наследственно передающиеся реакции организма.
25313. Свойства нервных центров 39 KB
  Проведение волны возбуждения от одного нейрона к другому через синапс происходит в большинстве нервных клеток химическим путем с помощью медиатора а медиатор содержится лишь в пресинаптической части синапса и отсутствует в постсинаптической мембране. В связи с этим поток нервных импульсов в рефлекторной дуге имеет определенное направление от афферентных нейронов к вставочным и затем к эфферентным мотонейронам или вегетативным нейронам. Суммация возбуждения В ответ на одиночную афферентную волну идущую от рецепторов к нейронам в...
25314. Торможение в центральной нервной системе 28.5 KB
  Сеченовым опыт: у лягушки делали разрез головного мозга на уровне зрительных бугров и удаляли большие полушария после этого измеряли время рефлекса отдергивания задних лапок при погружении их в раствор серной кислоты.раздражение на эту область мозга то время рефлекса резко удлиняется. На основании этого он пришел к заключению что в таламической области мозга у лягушки существуют нервные центры оказывающие тормозяшие влияния на спинномозговые рефлексы. мозга наряду с возбуждающими нейронами существуют и тормозящие аксоны кот.
25315. Строение мышечного волокна 32 KB
  В состав волокна входят его оболочка сарколемма жидкое содержимое саркоплазма ядро митохондрии рибосомы сократительные элементы миофибриллы а также замкнутая система продольных трубочек и цистерн расположенных вдоль миофибрилл и содержащих ионы Са2 саркоплазматический ретикулум. Поверхностная мембрана клетки через равные промежутки образует поперечные трубочки входящие внутрь мышечного волокна по которым внутрь клетки проникает потенциал действия при ее возбуждении. Миофибриллы тонкие волокна содержащие 2 вида...