Лабораторная работа
Измерение ускорения свободного падения.
Цель работы: измерить ускорение свободного
падения с помощью прибора для изучения движения тел.
Оборудование: прибор для изучения движения тел;
штатив с муфтой и лапкой.
Описание устройства и действия прибора.
Прибор
для изучения движения тел (рис. 194) состоит из направляющей 1 длиной 60—70 см;
бруска 2 с пусковым магнитом 3, закреплённым на торце алюминиевого стержня;
электронного секундомера 4 с двумя датчиками 5. Направляющая укрепляется вертикально
в лапке штатива 6. Под рейку подкладывается коврик 7 из пористого пластика.
Магнитные датчики 5 могут быть установлены в любом месте направляющей на
магнитной резине, расположенной вдоль направляющей рядом со шкалой с
миллиметровыми делениями.
В момент
прохождения пускового магнита мимо первого датчика начинается отсчёт времени;
при прохождении второго датчика на экране секундомера высветится числовое
значение промежутка времени t, за который брусок прошёл расстояние между
датчиками.
Теоретические сведения.
Измерив
расстояние s между установленными на направляющей датчиками времени и
промежуток времени t, за который это расстояние было пройдено бруском, можно
рассчитать ускорение свободного падения по формуле:
Указания к работе.
1. Соберите установку
по рисунку 194, а.
2. Прочтите
инструкцию на тыльной стороне секундомера и включите его.
3. Приложите брусок к
направляющей так, чтобы её пусковой магнит находился выше первого датчика
времени (рис. 194, б).
4. Отпустите брусок.
Определите промежуток времени, за который брусок проходит расстояние s между
датчиками.
5. Не
меняя расположения датчиков, проведите опыт ещё 4 раза. Рассчитайте среднее
время движения бруска:
6.
Вычислите ускорение свободного падения по формуле:
7.
Занесите в таблицу 4 результаты всех измерений и вычислений.
8.
Определите отклонение полученного вами значения g от действительного его
значения g0 = 9,8 м/с2 (т. е. найдите разность между ними).
Вычислите, какую часть (в %) составляет эта разность от значения g0.
Это отношение называется относительной погрешностью и обозначается буквой ε.
Чем меньше относительная погрешность, тем выше точность измерений.
Примечание: при аккуратной работе с прибором
можно добиться того, чтобы относительная погрешность не превышала 10%.
Выполнение работы.
№ опыта
|
Время
между датчиками, t, c
|
Среднее
время движения, t ср., c
|
Расстояние,
S, м
|
Ускорение
свободного падения, g, м/с2
|
1
|
0,28
|
|
|
|
2
|
0.28
|
|
0,4
|
|
3
|
0,29
|
|
|
|
Расчеты:
t ср. =
g =
Δ g = (g эксп.
– g теор.) =
ε g = Δ g/ g теор. * 100 % = %
Вывод:
Контрольные
вопросы.
1. Как
зависит погрешность измерений от числа измерений?
2. Зависит ли ускорение свободного падения от широты местности
и высоты над уровнем моря?
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.