885

Определение ускорения свободного падения при помощи универсального маятника

Лабораторная работа

Физика

Определение ускорения свободного падения при помощи универсального маятника. Абсолютная погрешность ускорения свободного падения. Окончательный результат с записью средних абсолютных погрешностей косвенных измерений.

Русский

2013-01-06

130 KB

939 чел.

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Санкт-Петербургский  государственный горный  институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра общей и технической физики

Отчёт по лабораторной работе № 8

По дисциплине: ________________Физика________________              

                                  (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема:     Определение ускорения свободного падения при помощи универсального маятника

Выполнил: студент  гр. ЭРС-11-2            _____________                   /Дерюгин Г.К./

                                                                                                               (подпись)                                    (Ф.И.О.)   

ОЦЕНКА: _____________

Дата: __________________

ПРОВЕРИЛ:

Руководитель:        доцент                    ____________                            /Левин К. Л./

                                              ( должность)                                  (подпись)                                                               (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2012 год.

Цель работы  определить ускорение свободного падения при помощи универсального маятника.

Основные определения и понятия

Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой, нерастяжимой нити и совершающая колебание в вертикальной плоскости под действием силы тяжести.

Физическим маятником называется абсолютно твердое тело, совершающее колебания под действием силы тяжести вокруг горизонтальной оси, не проходящей через его центр тяжести.

 

Основные законы и соотношения физики, используемые в опытах

Период колебаний математического маятника

,                                                             

где l - длина маятника;

 g - модуль ускорения свободного падения.

Период колебаний физического маятника

,                                                   

где J - момент инерции маятника относительно оси качаний (точки подвеса);

 m - его масса;

 l - расстояние от центра тяжести до оси качаний.

Величину L = J/(ml) называют приведенной длиной физического маятника. Она равна длине такого математического маятника, период колебаний которого совпадает с периодом данного физического маятника.

Расчётные формулы

Абсолютная погрешность ускорения свободного падения

, т.к.

Окончательный результат с записью средних абсолютных погрешностей

косвенных измерений

Таблица 1

Математический маятник

Физ. величина

t 

T 

g 

l 

            Размерность

№ опыта

с

с

м/с2

м

1

13,68

1,368

9,5886726

0,455

2

13,675

1,3675

9,5956854

3

13,679

1,3679

9,5900746

4

13,682

1,3682

9,5858697

5

13,682

1,3682

9,5858697

6

13,68

1,368

9,5886726

l=0.0005 м, t=0.001 c

Пример вычислений для первого опыта

Среднее значение ускорения свободного падения

== 9,85421

 

Среднее значение времени

 

Абсолютная погрешность ускорения свободного падения

0.0122

Окончательный ответ:

Таблица 2

Оборотный маятник

Физ. величина

t

T

g

l

Размерность             

№ опыта

с

с

м/с2

м

1

11,838

1,184

9,911

0,355

2

11,829

1,183

9,936

3

11,826

1,183

9,936

4

11,735

1,174

9,887

Среднее значение времени

Среднее значение ускорения свободного падения

==

Абсолютная погрешность ускорения свободного падения

0.0156

Окончательный ответ:

Вывод: В данной лабораторной работе было определено ускорение свободного падения при помощи универсального маятника. Полученное значение имеет небольшое расхождение с табличным значением, равным 9,81 м/с2: % (для математического маятника) и  1,12% (для оборотного маятника), что говорит об отсутствии грубых ошибок при измерении и вычислении. Следовательно, данный метод подходит для вычисления ускорения свободного падения с довольно большой точностью.