5.1.2. Определение g с помощью оборотного маятника

1. Укрепить призматическую опору 12 на расстоянии около 120 мм от конца стержня 11 физического (оборотного) маятника и два груза 13 в положе­ниях, обозначенных на рис. 3.

2. Подвесить оборотный маятник на одной из призматических опор. По­вернуть верхний кронштейн на 180 градусов так, чтобы стержень маятника на­ходился в рабочей зоне фотодатчика.

3. Нажать кнопку "СБРОС" на блоке. Отклонив маятник на угол , нажать кнопку "ПУСК" на блоке и без толчка отпустить маятник. По показанию таймера определить значение времени ( ) 30 колебаний маятника.

4. Повернуть маятник и подвесить его на другой призматической опоре.

5. Нажать кнопку "СБРОС" на блоке. Отклонив маятник на угол , нажать кнопку "ПУСК" на блоке и без толчка отпустить маятник. По показанию таймера определить значение времени ( ) 30 колебаний маятника.

6. Перемещением призматических опор и грузов на стержне добиться совпадения и с точностью примерно 0,5 %.

7. Определить расстояние между призматическими опорами при по­мощи линейки.

5.2. Определение периодов собственных колебаний и положения центра масс физи­ческого маятника

1. Установить грузы 13 в произвольном положении на стержне 11 физиче­ского (оборотного) маятника (см. рис. 3).

2. Определить время колебаний оборотного маятника и в соответст­вии с с изложенной выше методикой (сначала на одной призматической опоре, затем пере­вернув его).

3. Занести данные в табл. 2.

4. Измерить расстояние L между призматическими опорами при помощи металлической линейки.

Табл. 2

Время колебаний	, с	, с

6. Обработка экспериментальных данных

1. На основании данных табл. 1 рассчитать период колебаний:

,

где i = 1, 2, 3 – номер опыта, N = 30 – число колебаний.

Вычислить ускорение свободного падения g по рабочей формуле (12):

= ,

здесь i = 1, 2, 3.

Рассчитать среднее значение :

= .

2. По определенному в п. 1.2 значению рассчитать по рабочей формуле (13) ускорение свободного падения:

g = ,

где Т = , N = 30.

3. По данным табл. 3 определить периоды колебаний , .

4. Произвести расчет погрешности определения ускорения свободного паде­ния с помощью коэффициентов Стьюдента:

По найденным рассчитать Δ :

Δ =| - |

Далее найти:

,

здесь n – число измерений (n=3).

Надежность измерений принять равной α = 0,95, в этом случае = 4,30. Рас­считать :

= .

Ответ записать в виде:

g = .

Контрольные вопросы

1. Какой маятнмк называется математическим, физическим?

2. От чего зависит частота колебаний математического маятника?

3. Каковы особенности оборотного маятника?

4. Как можно определить центр масс физического маятника?

5. Вывести формулы периода математического и физического маятников.

Литература

1. Трофимова Т.И. Курс физики. - М.: Высшая школа, 1990.

2. Зисман Г. Д., Тодес О. М. Курс общей физики.- М.: Наука, 1972. . Т.1

3. Яворский Е. М., Детлаф А. А. Справочник по физике. – М.: Наука, 1980.