Лабораторна робота 03 Тема. Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника

Тема. Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника.

Мета роботи: визначити прискорення вільного падіння за допомогою маятника.

Обладнання: електронний годинник (секундомір), вимірювальна стрічка (рулетка), важок з набору, нитки, штатив з муфтою і кільцем.

Теоретичні відомості

Якщо швидкість руху тіла за однакові інтервали часу змінюється однаково, то кажуть, що це тіло рухається з прискоренням, тобто здійснює прямолінійний рівноприскорений рух.

Прискорення вільного падіння – це прискорення, якого набуває тіло під дією сили тяжіння. Такого прискорення набуває й будь-яке тіло, падаючи на Землю з невеликої висоти порівняно з радіусом Землі в безповітряному просторі (вакуумі). Прискорення вільного падіння на широті Києва дорівнює g=9,81 м/с².

Прискорення вільного падіння g можна визначити за допомогою математичного маятника. Період коливань математичного маятника залежить від довжини маятника і прискорення вільного падіння. Це виражається такою формулою: де [T] = 1 с - період коливань маятника; π =3,14; [l] = 1 м - довжина маятника; g - прискорення вільного падіння, g = 9.81 м/с².

Період коливань маятника можна визначити за іншою формулою: , де t - час, протягом якого відбувалися коливання, с; N - кількість коливань.

Виконуючи математичні перетворення із цими двома формулами, можна визначити прискорення вільного падіння:

Хід роботи

1. Установіть на краю стола штатив. У верхній частині штатива за допомогою муфти закріпіть кільце та підвісьте до нього важок на нитці. Важок має висіти на відстані 3-5 см від підлоги (мал. 1).

2. Виміряйте довжину нитки l маятника.

3. Відхиліть маятник від положення рівноваги і відпустіть його.

4. Виміряйте час 10 повних коливань

5. За формулою  обчисліть g.

6. Повторіть дослід 3 рази й обчисліть значення g для кожного досліду.

7. Визначте середнє значення прискорення вільного падіння.

8. Одержані результати запишіть у таблицю.

Виконання роботи

1. Порівняйте одержане значення g із значенням g_табл. = 9,81 м/с² та обчисліть абсолютну та відносну похибки вимірювання.

2. Відносна похибка розраховується за формулою: .

3. Результати запишіть у такому вигляді: g=g_с ± Δg_с.

4. Зробіть висновки.

Завантажте виконання лабораторної роботи у вигляді фотографії власної роботи.