Лабораторная работа №3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ
МАЯТНИКА
Оборудование: часы с секундной стрелкой, измерительная лента с погрешностью Δл
= 0,5 см, шарик с отверстием, нить, штатив с муфтой и кольцом.
Подготовка к проведению работы
Для измерения ускорения свободного падения применяются
разнообразные гравиметры, в частности маятниковые приборы. С их помощью
удается измерить ускорение свободного падения с абсолютной погрешностью
порядка 10 -5 м/с2. В работе используется простейший
маятниковый прибор — шарик на нити. При малых размерах шарика по сравнению с
длиной нити и небольших отклонениях от положения равновесия период колебания
равен
Для увеличения точности измерения периода нужно измерить
время t достаточно большого числа N полных колебаний
маятника. Тогда период T=t/N и ускорение свободного падения может быть вычислено по формуле
Проведение эксперимента
1. Установить на краю стола штатив. У его верхнего конца
укрепить с помощью муфты кольцо и подвесить к нему шарик на нити. Шарик должен
висеть на расстоянии 1—2 см от пола.
2. Измерить лентой длину l маятника.
3. Возбудить колебания маятника, отклонив шарик в сторону
на 5—8 см и отпустив его.
4. Измерить в нескольких экспериментах время t 50 колебании маятника и вычислить tcp: где n—
число опытов по измерению времени.
5. Вычислить среднюю абсолютную погрешность измерения
времени и результаты
занести в таблицу
Номер опыта
|
t, с
|
tср , с
|
Δt, с
|
Δtср,
с
|
l, м
|
6. Вычислить
ускорение свободного падения по формуле
7. Определить относительную погрешность
измерения времени εt.
8. Определить относительную
погрешность измерения длины маятника εl=Δl/l. Значение Δl складывается
из погрешности мерной ленты и погрешности отсчета, равной половине цены
деления ленты: Δl = Δlл + Δl отсч.
9. Вычислить относительную
погрешность измерения g по формуле
εg=εl+2επ+2εt
учитывая, что погрешностью округления
π можно пренебречь, если π = 3,14; также можно пренебречь εl, если она в 4 (и более) раз меньше 2εt.
10. Определить Δg= εg gср и записать результат измерения в виде
gcp-Δg ≤ g ≤ gcp+Δg.
Убедиться в достоверности измерений и
проверить принадлежность известного значения g
полученному интервалу.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.