Лабораторна робота №5 "Дослідження коливань нитяного маятника, вимірювання прискорення вільного падіння"

Відкрити стор. 146 Запишіть у зошит і прикріпи фото зошита

Лабораторна робота №5

Дослідження коливань нитяного маятника, вимірювання прискорення вільного падіння.

Мета: виготовити нитяний маятник, визначити за його допомогою прискорення вільного падіння; переконатися в справедливості формули Гюйґенса.

Обладнання: штатив із муфтою та лапкою, металева кулька (або тягарець) із петелькою, нитка завдовжки 1,5–2 м, вимірювальна стрічка, секундомір.

Хід роботи:

І Теоретичні відомості:

Математичний маятник - це коливальна система, що складається з підвішеного на тонкої нитки вантаж, маса якого набагато більша ніж маса ниті, розмір набагато менший за розмір ниті.

Запишіть у зошит і прикріпи фото зошита

ІІ Виконання роботи:

1. Виміряйте довжину маятника (відстань від точки підвісу до центра кульки).

2. Відхиліть маятник від положення рівноваги на 5–8 см і відпустіть.

3. Виміряйте інтервал часу, за який маятник здійснює 20 коливань.

4. Повторіть дослід ще тричі, останнього разу (дослід 4) зменшивши довжину маятника вдвічі.

передивитися відеофайл і заповнити таблицю

Запишіть у зошит і прикріпи фото зошита

ІІІ Розрахунки

1. Розрахувати середній час 20 коливань за формулою:$t_{сер}=\frac{t_1+t_2+t_3}{3}$

2. період коливань маятника за формулою: $T=\frac{t_{сер}}{N}$

3. Прискорення вільного падіння за формулою: $g_{вим}=\frac{4\pi^2l}{T^2}$

Додаткове завдання

Перевірка формули Гюйґенса

1. Для досліду 4 обчисліть період коливань маятника у два способи:

1) скориставшись означенням періоду: $T_4=\frac{t}{N}$

2) скориставшись формулою Гюйґенса: $T_4^{\prime}=2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}$ ; вважайте, що $g=9,8\frac{м}{с^2}$ .

IV Висновок роботи: Проаналізуйте експеримент і його результати. У висновку зазначте:

1) величини, які ви вимірювали;

2) чи залежать значення цих величин від довжини нитки (якщо залежать, то як);

3) Порівняємо це значення з істинним значенням та знайдемо похибки вимірювань:

• Відносна похибка розрахуємо за формулою , якщо , вимірювання проведені точно.

• Абсолютна похибка розрахуємо за формулою .

В результаті запишемо значення прискорення вільного падіння у вигляді