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

74793. Опыт Перрена. Число столкновений, среднее время между столкновениями и средняя длина свободного пробега молекул. Статистическое понятие вакуума 45.5 KB
  Число столкновений среднее время между столкновениями и средняя длина свободного пробега молекул. Используя молекулярно-кинетическую теорию разработал теорию броуновского движения. Опыты Перрена показали что закономерности броуновского движения предсказанные...
74794. Распределение частиц (молекул) по скоростям в системах с большим количеством частиц. Формула Максвелла 39 KB
  При выводе закона распределения молекул по скоростям Максвелл предполагал, что газ состоит из очень большого числа N тождественных молекул, находящихся в состоянии беспорядочного теплового движения при одинаковой температуре. Предполагалось также, что силовые поля, действующие на газ, отсутствуют.
74795. Характеристические скорости молекул (среднеарифметическая, среднеквадратичная, вероятная). Cреднеквадратичная скорость движения молекул 34.5 KB
  Интересен вопрос о скорости движения молекул газа. В газен царит полный хаос, молекулы движутся по всем направлениям с самыми разными скоростями. Оказывается, что в газе есть молекулы с очень маленькими скоростями и с очень большими, но их сравнительно мало.
74796. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона. Точка инверсии 66 KB
  Рассмотрим эффект Джоуля — Томсона. На рис. 93 представлена схема их опыта. В теплоизолированной трубке с пористой перегородкой находятся два поршня, которые могут перемешаться без трения.
74797. Фазовые переходы. Параметры критического состояния 48.5 KB
  Фазой называется термодинамически равновесное состояние вещества отличающееся по физическим свойствам от других возможных равновесных состояний того же вещества. Переход вещества из одной фазы в другую фазовый переход всегда связан с качественными изменениями свойств вещества.
74798. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критические параметры 51.5 KB
  Учитывая собственный объем молекул и силы межмолекулярного взаимодействия голландский физик И. Учет собственного объема молекул. Наличие сил отталкивания которые противодействуют проникновению в занятый молекулой объем других молекул сводится к тому что фактический свободный...
74799. Диаграмма фазовых состояний. Тройная точка 60 KB
  Если система является однокомпонентной, т. е. состоящей из химически однородного вещества или его соединения, то понятие фазы совпадает с понятием агрегатного состояния. одно и то же вещество в зависимости от соотношения между удвоенной средней энергией, приходящейся на одну степень...
74800. Адиабатическое дросселирование. Эффект Джоуля-Томсона 57.5 KB
  Подобный процесс но с реальным газом адиабатическое расширение реального газа с совершением внешними силами положительной работы осуществили английские физики Дж. После прохождения газа через пористую перегородку в правой части газ характеризуется параметрами...
74801. Физика как наука. Основные разделы, этапы развития. Связь с философией и техникой 32 KB
  Физика – наука о наиболее простых и общих формах движения материи и их взаимных превращениях. Физика и ее законы лежат в основе всего естествознания. Она относится к точным наукам и изучает количественные закономерности явлений и процессов в окружающем нас мире.