лаба № 3

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ГОРНЫЙ»

Кафедра общей и технической физики

Отчёт по физике к

лабораторной работе №3

Определение ускорения свободного падения при помощи универсального маятника

Выполнил: студент гр. __________

(подпись) (Ф.И.О.)

Проверил: профессор Иванов А. С.

подпись) (Ф.И.О.)

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2013 г.

Цель работы — определить ускорение свободного падения при помощи универсального маятника.

Краткое теоретическое обоснование:

Наиболее точные измерения ускорения свободного падения выполняются с помощью косвенных методов. Многие из них основаны на использовании формул для периода колебаний математического и физического маятников.

Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой, нерастяжимой нити и совершающая колебание в вертикальной плоскости под действием силы тяжести. Достаточно хорошим приближением к математическому маятнику служит небольшой тяжелый шарик, подвешенный на длинной тонкой нити.

Период колебаний математического маятника

где l — длина маятника; g — ускорение свободного падения.

Ускорение g можно вычислить, измерив Т и l. Погрешность определения g в этом случае связана с тем, что реальный маятник, используемый в лабораторных условиях, может только с некоторым приближением рассматриваться как математический (чем больше l, тем точнее измерения).

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

Период колебаний физического маятника

Приведенная длина физического маятника L = J/(m),

где g– ускорение свободного падения,J — момент инерции маятника относительно оси качаний (точки подвеса),; m — его масса, ; l — расстояние от центра тяжести до оси качаний, ; Т – период колебаний,

Схема установки.

10

11

2

1

8

3

4

5

7

9

6

С1

С2

Рис.1

10

11

2

1

8

3

4

5

7

9

6

С1

С2

Рис.1

основание универсального маятника

2- математический маятник

3- винт

4- верхний кронштейн 

5- винт 

6-диск

7- колонка 

8- оборотный маятник на вмонтированных вкладышах

9- нижний кронштейн 

10- фотоэлектрический датчик

С1 и С2 — две призмы (ножа)

Расчётные формулы:

Ускорение свободного падения (математический маятник)

Средняя квадратическая ошибка для g

Таблица для записи результатов эксперимента:

Математический маятник

Номер опыта

t

n

T

L

g

Единицы

измерения

с

 

с

м

м/с2

1

14,219

10

1,4219

0,51

9,96

2

14,218

10

1,4218

0,51

9,96

3

14,218

10

1,4218

0,51

9,96

4

14,212

10

1,4212

0,51

9,97

5

14,219

10

1,4219

0,51

9,96

6

14,217

10

1,4217

0,51

9,96

7

14,217

10

1,4217

0,51

9,96

8

14,225

10

1,4225

0,51

9,95

9

14,214

10

1,4214

0,51

9,97

10

14,215

10

1,4215

0,51

9,96

Расчет результатов эксперимента.

1) T==14.219/10=1.4219 с 6) g==9.96

2) T==14.218/10=1.4218 с 7) g==9.96

3) T==14.218/10=1.4218 с 8) g== 9.96

4) T==14.212/10=1.4212 с 9) g== 9.97

5) T==14.219/10=1.4219 с 10) g==9.6

Расчёт погрешностей эксперимента.

Оценка погрешности прямых измерений

I Способ

=

II Способ

Окончательные результаты.

1) =()

2) =()

Анализ полученных результатов.

На основании полученных мною результатов и сделанных расчетов, можно сделать вывод, что измерение ускорения свободного падения g с помощью математического маятника сводится к измерению периодов  и определению по шкале на вертикальной колонке прибора длины маятника и вычислению по формуле.Мною получено 2 способами средние значение ускорения свободного падения: g= ; g=



лаба 3

Вар.

Е1

Е2

R1

R2

R3

R01

α1

R02

α2

В

Ом

2

50

80

20

+0.3

60

-0.6

20

2.2. Проверка принципа наложения

2.3. Проверка принципа взаимности

2.4. Проверка принципа пропорциональности

3. Обработка опытных данных и их проверка



ЛАБА №3