Обнинский Институт Атомной Энергетики.

Кафедра общей и специальной физики.

Лабораторная работа №5

Тема: «Изучение поступательного движения тела на мащине Атвуда».

Выполнил студент

первого курса

группы А-3-01

Ватлин Антон

Проверил_______

Обнинск 2001 г.

Выполнение работы на установке А.

1. Включаю прибор в сеть и прогреваю в течение 5 минут.

2. На правый груз кладу один из перегрузов и измеряю время, в течение которого груз проходит путь L, равный 40 см. Опыт повторяю не менее 10 раз.

Порядок измерений:

а) нажимаю кнопку «пуск» и удерживаю ее в нажатом положении до момента удара груза о амортизатор;

б) записываю показания секундомера;

в) возвращаю правый груз в исходное положение, удерживая при перемещении груза кнопку «Пуск» нажатой.

3. Повторяю измерения для каждого из двух других перегрузов.

	t1 c m1=1,04г	t2 c m2=5,02г	t3 c m3=2,85г	t4 c m4=1,88г
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	3,958 3,839 4,119 3,890 3,986 4,199 3,999 3,998 3,987 4,022	1,697 1,726 1,767 1,730 1,700 1,688 1,721 1,712 1,698 1,702	2,209 2,311 2,305 2,336 2,301 2,246 2,280 2,229 2,208 2,164	2,835 2,852 2,808 2,856 2,845 2,890 2,912 2,952 2,937 2,952

4. Рассчитываю ускорения грузов по формуле a=(2*L)/<t²>:

<t1>=(3,958с+3,839с+4,119с+3,890с+3,986с+4,199с+3,999с+3,998с+3,987с+4,022с)/10=3,9997с

<t2>=(1,697с+1,726с+1,767с+1,730с+1,700с+1,688с+1,721с+1,712с+1,698с+1,702с)/10=1,7141с

<t3>=(2,209с+2,311с+2,305с+2,336с+2,301с+2,246с+2,280с+2,229с+2,208с+2,164с)/10=2,264с

<t4>=(2,835с+2,852с+2,808с+2,856с+2,845с+2,890с+2,912с+2,952с+2,937с+2,952с)/10=2,8839с

a1=2*0,4м/16с=0,05 м/с; а2=2*0,4м/2,94с=0,27 м/c; а3=2*0,4м/5,1с=0,16 м/с

а4=2*0,4м/8,3с=0,09 м/с

Определяю погрешности ускорений а: Для чего сначала нахожу погрешность для t;

1)Sn= ((3,999-3,958)²+ (3,999-3,839)²+ (3,999-4,119)²+ (3,999-3,89)²+ (3,999- 3,986)²+ (3,999- 4,199)²+ (3,999-3,999 )²+ (3,999-3,998 )²+ (3,999-3,987)²+ (3,999-4,022)²)/9≈0,096 c.

0,0017+0,026+0,0144+0,00036+0.00017+0.04+0.000001+0.000144+.00053/9

S=0,096/ 10≈0,03c ; Δtсл=2,3*0,03=0,069 ; Δt сист=0,5 мс. ; Δt= 0,069²+0,0005²≈0,07c.

δ=0,07/3,999≈0,018; Δl=0,1cm.;δl=0,1/40=0,0025; δa= 2*(δt)²+δl²≈0,026; Δa=0,05*0,26=0,013м/с²

2)Sn= ((1,714-1,697)²+ (1,714-1,726)²+ (1,714-1,73)²+ (1,714-17)²+ (1,714-1,688)²+ (1,714-1,721)²+ (1,714-1,712)²+ (1,714-1,698)²+ (1,714-1,702)²+ (1,714-1,767)²)/9≈0,024c.

0.00029+0.000144+0.000256+0.000196+0.000676+0.00005+0.000004+0.000256+0.000144+0.003

S=0,024/ 10≈0,0076c. Δtcл=2,3*0,0076=0,01748; Δt= 0,01748²+0,0005²≈0,017 c. δt=0,017/1,714≈0,01; δa= 2*0,01²+0,0025²≈0,014; Δa=0,014*0,27=0,004 м/с².

3)Sn= ((2,264-2,209)²+ (2,264-2,311)²+ (2,264-2,305)²+ (2,264-2,336)²+ (2,264-2,301)²+ (2,264-2,246)²+ (2,264-2,28)²+ (2,264-2,229)²+ (2,264- 2,208)²+ (2,264-2,164)²)/9≈0,056c.

S=0,056/ 10≈0,018c. Δtсл=2,3*0,018=0,04; Δt= 0,04²+0,0005²≈0,04 c. δt=0,04/2,264≈0,017 δa= 2*0,017²+0,0025²≈0,024; Δa=0,009*0,16=0,004м/с².

4)Sn= ((2,884-2,835)²+ (2,884-2,852)²+ (2,884-2,808)²+ (2,884-2,856)²+ (2,884-2,845)²+ (2,884-2,89)²+ (2,884-2,912)²+ (2,884-2,952)²+ (2,884-2,937)²+ (2,884-2,952)²)/9≈0,054 c.

0.002+0.001+0.006+0.0009+0.002+0.00004+0.0009+0.01+0.003

S=0,054/ 10≈0,017 c. Δtсл=0,04; Δt= 0,017²+0,0005²≈0,017; δt=0,017/2,884≈0,006

δa= 2*0,006²+0,0025²≈0,009; Δa=0,009*0,09=0,0008 м/с².

5. Помещая на правый груз малые перегрузки, определяю массу перегрузка m , при котором начнется движение системы: m =350 мг.

6. Рассчитываю поправку ε по формуле ε=I*a/m*r²+ m *g/m, принимая I=5,77*10 кг*м, r =41,5мм.

1)ε=5,77*10 0,05/0,00104*0,0415²+0,35*9,8/1,04≈3,4 м/с².

2)ε=5,77*10 0,27/0,00502*0,0415²+0,35*9,8/5,02≈1 м/с².

3)ε=5,77*10 0,16/0,00285*0,0415²+0,35*9,8/2,85≈1,4 м/с²

4)ε=5,77*10 0,09/0,00188*0,0415²+0,35*9,8/1,88≈2,2 м/с²

7. Вычисляю g по формуле g =(2M+m)*a/m. К полученному значению добавляю поправку:

1)g=0,05*(68,3*2+1,04)/1,04+3,4≈10м/с²;2)g=0,27*(68,3*2+5,02)/5,02+1≈9м/с².

3)g=0,16*(68,3*2+2,85)/2,85+1,4≈9,4м/с²;4)g=0,09*(68,3+1,88)/1,88+2,2≈9,2 м/с².

8. Оцениваю погрешность для g.

1)δg= (2*δa)²= (0,026*2)=0,052; Δg=10*0,037=0,52м/с².

2)δg= (2*0,014)²=0,028; Δg=9*0,028=0,252м/с².

3)δg= (2*0,024)²=0,048; Δg=9,4*0,048=0,45 м/с².

4)δg= (2*0,009)²=0,018; Δg=9,2*0,018=0,16 м/с².

Вывод: Были проведены измерения на Машине Атвуда с целью эксперементального нахождения g. Опыт проводился с 4-мя перегрузками; были получены следующие результаты: 1)g=10м/с²-0,52м/с². 2)g=9 м/с²+0,252м/с²; 3)g=9,4 м/с²+0,45м/с²; 4)g=9,9 м/с²+0,16 м/с².