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

48642. Расчет параметров состояния энергетических характеристик газотурбинного двигателя 1009 KB
  Рассчитаны параметры состояния в характерных и нескольких промежуточных точках идеализированного цикла ГТД, определены изменения внутренней энергии, энтальпии, энтропии, теплоты, удельные работы процессов и за цикл...
48643. РАСЧЕТ ИДЕАЛЬНОГО ЦИКЛА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 1.39 MB
  КОРОЛЕВА Расчетно-пояснительная записка курсовой работе РАСЧЕТ ИДЕАЛЬНОГО ЦИКЛА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Вариант 19 В результате работы определены: параметры состояния рабочего тела в термодинамических процессах идеального цикла газотурбинного двигателя его энергетические показатели. Результаты расчетов характеристик идеального цикла ГТД представлены в графической форме. Содержание Расчёт состава рабочего тела цикла Расчет состава рабочего тела Расчет оптимального значения степени повышения давления...
48644. Расчет структуры полей диалектрического шара в вакууме 338.5 KB
  Цель работы – расчет структуры полей диалектрического шара в вакууме, а также в волноводе для приведенных в задании параметров. Метод исследования – метод разделения переменных при интегрировании дифференциальных уравнений для получения аналитических выражений потенциалов и напряженностей полей с последующим построением на ЭВМ структуры этих полей.
48645. Створення поліграфічного комплексу 2.76 MB
  До цього слід додати ще такі фактори як зменшення трудомісткості монтажу і демонтажу друкарських форм; регулювання суміщення форм з пульта дистанційного керування; застосування автоматизованих систем миття фарбових апаратів і циліндрів а також систеи сканування форм які дають змогу видавати інформацію про потребу у фарбі лдя програмування балансу фарби та води систем автоматичного регулювання зволожування та ін. Зенефельдером в 1796 відтвореного зображення за допомогою спеціальної фарби наносилося на камінь. Нанесення шару лаку і фарби....
48646. Расчет структуры электромагнитных полей 508 KB
  Цель работы – расчет структуры полей внутри и вне цилиндра, а также в волноводе для приведенных в задании геометрических и электрических параметров
48647. Расчет структуры электромагнитных полей. Общее задание 210 KB
  Решение проводится в цилиндрической системе координат связанных с центром основания цилиндра где r радиусвектор точки наблюдения ось x направлена вдоль приложенного магнитного поля рис.1 методом разделения переменных в соответствии с которым решение  будем искать в виде произведения двух функций каждая из которых зависит только от одной координаты:...
48648. Расчет структуры электромагнитных полей 575 KB
  Метод исследования – метод разделения переменных при интегрировании дифференциальных уравнений для получения аналитических выражений потенциалов и напряженностей полей с последующим построением на ЭВМ структуры этих полей