1курс 2сем / ЛР4 физика

6

1. Цель работы.

Определение ускорения свободного падения, исследование момента инерции тонкого стержня.

2. Описание лабораторной установки.

Установка состоит из математического и физического маятников. Математический маятник выполнен в виде металлического шарика 1 на бифилярном подвесе 2. Длина подвеса измеряется линейкой на стойке 3. Физический маятник есть металлический стержень 4, на котором крепится подвижная ось – опорная призма 5. Фотодатчик 6 на нижнем кронштейне сигнализирует о прохождении маятником положения равновесия. Время измеряется миллисекундомером, а число колебаний специальным счетчиком. Прибор включается нажатием кнопки “Сеть”. Кнопка “Сброс” служит для установки нуля. Нажатие кнопки “Стоп” выключает прибор после окончания текущего колебания. Для упрощения измерения расстояния на стержне через каждый сантиметр нанесены риски. Кроме того, на установке имеется специальная измерительная линейка.

Рисунок 1. Схема лабораторной установки

Параметры установки.

Таблица 2.1

Название прибора	Предел измерений	Систематическая погрешность	Цена деления
Секундомер (циф.)	99,999 с	0,001 с	-
Линейка	54 см	0,5 мм	1 мм/дел

Масса маятника = 332г.

Длина стержня = 56см.

θ_T = 0,001c.

θ_l = 0,5мм.

3. Рабочие формулы.

1. Формула вычисления периода:

T = (1)

T – период колебаний, t – время n-ого количества колебаний,

N – количество колебаний.

2. Формула вычисления среднего периода:

Т_ср = (2)

T_ср – средний период колебаний, n – количество колебаний.

3. Формула вычисления ускорения свободного падения:

(3)

3. Результаты измерений и вычислений.

Результаты измерений и вычисления данных для дальнейшего анализа

Таблица 4.1

N = 10	l1 = 50 см	t,c	14,224	14,222	14,226	14,221	14,220	14,223	14,225	14,222	14,220	14,223
		T,c	1,4224	1,4222	1,4226	1,4221	1,4220	1,4223	1,4225	1,4222	1,4220	1,4223
	l2 = 40 см	t,c	12,716	12,717	12,723	12,724	12,728	12,722	12,724	12,720	12,719	12,725
		T,c	1,2716	1,2717	1,2723	1,2724	1,2728	1,2722	1,2724	1,2720	1,2719	1,2725
	l3 = 38,5 см	t,c	12,508	12,507	12,513	12,520	12,512	12,512	12,509	12,512	12,511	12,513
		T,c	1,2508	1,2507	1,2513	1,2520	1,2512	1,2512	1,2509	1,2512	1,2511	1,2513

Т_ср1 = 1,4223 с g₁ = 9,748 м/с²

Т_ср2 = 1,2722 с g₂ = 9,748 м/с²

Т_ср3 = 1,2512 с g₃ = 9,7 м/с²

5. Пример расчетов по рабочим формулам.

По формуле (1) Т = = 1,4222 с

По формуле (2) Т_ср = = 1,4223 с

По формуле (3) g = = 9,748 м/с²

6. Вывод формулы и расчет погрешностей.

1. Вывод формулы систематической погрешности.

2. Расчёт погрешности по выведенной формуле.

Вывод: При измерениях математическим маятником ускорение свободного падения равно g = = (9,74 ± 0,10) м/с²/

При измерениях оборотным маятником ускорение свободного падения равно

g = (9,74 ± 0,10) м/с²

|g_экс – g_теор| <

|9,74 _м/с² – 9,8 _м/с² | < 0,1 _м/с²

0,06 _м/с² < 0,1 _м/с²

Получившиеся неравенства говорят о том, что в измерениях, нет грубых ошибок и промахов.