Главная Обратная связь

Дисциплины:






Тема. ВИЗНАЧЕННЯ ПРИСКОРЕННЯ ВІЛЬНОГО ПАДІННЯ ЗА ДОПОМОГОЮ МАТЕМАТИЧНОГО МАЯТНИКА



Мета:обчислити прискорення сили тяжіння (вільного падіння) за формулою для періоду коливань математичного маятника.

Обладнання:годинник із секундною стрілкою (або секундомір), вимірювальна стрічка,кулька з отвором, нитка, штатив змуфтою й кільцем.

Теоретичні відомості

Механічні коливання — такий вид руху тіла, під час якого воно багаторазово проходить одні й ті ж положення (при цьому багаторазово змі­нюється напрям швидкості).

Важливими і поширеними є гармонічні коливання, під час яких деякі їх характеристики (наприклад, зміщення тіла з положення рівноваги) змі­нюються з часом за законом синуса або косинуса.

Гармонічні коливання — не теоретична абстракція: малі коливання тіл навколо положень стійкої рівноваги майже завжди гармонічні. Цікава властивість гармонічних коливань: період коливань не залежить від амплітуди.

Найпростішими прикладами коливальних систем є математичний маятник (матеріальна точка, що висить на невагомій нерозтяжній нитці) і тягарець на пружині.

Для математичного маятника період коливань можна розрахувати за формулою:

,тоді

g – прискорення вільного падіння; l - довжина нитки; π =3,14; Ν - число коливань за час t.

Якщо тоді

 

 

 

Мал. 1

Хід роботи

1. На кінці стола встановлюємо штатив. Біля його верхнього кінця прикріплюємо за допомогою муфти кільце й до нього підвішуємо кульку на нитці. Кулька повинна висіти на відстані кількох сантиметрів від підлоги (мал.1).

2. Кульку відхиляємо вбік на 5-8 см і відпускаємо.

3. Заміряємо час t30 повних коливань N.

4. За допомогою вимірювальної стрічки вимірюємо довжину маятника.

5. Не змінюючи умов досліду, повторюємо вимірювання t. Дослід проводимо 5 разів.

6. Користуючись розрахунковою формулою, обчислюємо значення gсер.

7. Обчислюємо відносну похибку за формулою

, де g ≈ 9,81м/с2 .

8. Результати вимірювань та обчислень заносимо до таблиці результатів.

 

Таблиця результатів

 

№ досліду   Довжина нитки l, м Кількість коливань N Час коливань t, с Серед. час коливань tсер , с Серед. знач. прискорення вільн. падіння gсер, м/с2 Відносна похибка δ, %
           
 
 
 
 

9. Робимо висновки.

 

Контрольні питання

1. Які види маятників ви знаєте? Що у них спільного? Що відмінного?

2. Під дією яких внутрішніх і зовнішніх сил відбуваються коливання математичного маятника?

3. Як залежить період коливань математичного маятника від довжини нитки?



4. Чи залежить період коливань математичного маятника від амплітуди?

5. Чому амплітуда коливань математичного маятника при виконанні роботи береться невеликою?

6. Як зміниться період коливань математичного маятника при перенесенні його на: а) полюс Землі? б) екватор?

7. Чи буде математичний маятник здійснювати коливання у стані невагомості?

Розв´язування різнорівневих задачза індивідуальним планом для кожного студента.





sdamzavas.net - 2020 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...