Лабораторная работа на тему: Измерение ускорения свободного падения с помощью маятника

Лабораторная работа
измерение ускорения свободного падения с помощью маятника
Цель работы:
вычислить ускорение свободного падения из формулы для периода колебаний математического маятника.
Оборудование:
часы с секундной стрелкой (или секундомер), измерительная лента, шарик с отверстием, нить, штатив с муфтой и кольцом.
Краткие теоретические сведения
Математическим маятником называют идеализированную систему, состоящую из невесомой и нерастяжимой нити, на которой подвешена масса, сосредоточенная в одной точке, и совершающую под действием силы тяжести гармонические колебания в вертикальной плоскости. Как известно, период малых колебаний математического маятника выражается формулой:
Т = 2π√lg , откуда g = 4π²Т²·l ,
гдеg – ускорение свободного падения (м/с²);
π = 3,14;
l = длина нити (м);
N – число колебаний за время t.
Из последней формулы видно, что для определения ускорения свободного падения необходимо знать длину маятника и период его колебаний. Длину маятника можно измерить непосредственно с помощью линейки, а период колебаний можно определить по формуле
Тср. = tср.N ,где
N – число колебаний за время t, измеренное с помощью секундомера.
Тогда для определения ускорения свободного падения получим следующую формулу:
gср. = 4π²N²lt²ср.·
Ход работы
-137795214630
1. На краю стола устанавливаем штатив. У его верхнего конца укрепляем при помощи муфты кольцо и к нему подвешиваем шарик на нити. Шарик должен висеть на расстоянии нескольких сантиметров от пола.
2. Шарик отклоняем в сторону на 5 – 8 см. и отпускаем
3. Замеряем время (t) 30 полных колебаний (N).
4. С помощью мерной ленты замеряем длину маятника.
5.Не изменяя условий опыта, повторяем измерения t.
Опыт проводим 4 раза.
6. Результаты измерений и вычислений заносим в таблицу.
№
опыта l,м N t,с tср,сTср,сgср, м/с2
1 2 3 4 7.Пользуясь расчетной формулой вычисляем значение gср.
8. Вычислить точность проведенного измерения.
8.1Относительная погрешность измерения равна:
εg = │gср-g│g · 100%,
где g =9,8 (м/с²);
8. Вывод.
Контрольные вопросы.
1.Что такое математический маятник?
2.Что такое период колебаний?
3.Определите теорию метода определения ускорения свободного падения.