Порядок выполнения работы

Восновании 1 универсального маятника закреплена колонка 7, на которой зафиксирован верхний кронштейн 4 и нижний кронштейн 9 с фотоэлектрическим датчиком 10 (рис.3). Отвинчивая винт 5, верхний кронштейн можно поворачивать вокруг колонки. С одной стороны кронштейна 4 находится математический маятник 2, с другой - на вмонтированных вкладышах оборотный маятник 8.

Длину математического маятника можно регулировать при помощи винта 3 и определять при помощи шкалы на колонке.

Оборотный маятник выполнен в виде стального стержня, на котором крепятся две призмы (ножа) С₁ и С₂ и два диска 6. На стержень через 10 мм нанесены кольцевые нарезки, служащие для точного определения длины оборотного маятника (рас­стояние между призмами). Нижний кронштейн вместе с

Рис.3

фотоэлектрическим датчиком можно перемещать вдоль колонки. Фотоэлектрический датчик соединен с привинченным к основанию универсальным электронным секундомером 11, который измеряет число колебаний n и общее время этих колебаний t. Период колебаний T = t/n.

Последовательность проведения измерений с математическим маятником следующая:

1) нижний кронштейн с фотоэлектрическим датчиком установить в нижней части колонки так, чтобы верхняя грань кронштейна показывала на шкале длину не менее 50 см;

2) поместить над датчиком математический маятник, повернув соответствующим образом верхний кронштейн;

3) вращая винт на верхнем кронштейне, установить длину математического маятника так, чтобы черта на шарике была продолжением черты на корпусе фотоэлектрического датчика;

4) отцентрировать шарик в зазоре нижнего кронштейна;

5) включить прибор, нажав кнопку «Сеть»;

6) отклонить маятник на угол примерно 5 и придерживать шарик рукой;

7) нажать кнопку «Сброс»;

8) отпустив шарик, привести маятник в движение;

9) после совершения маятником 10 колебаний (показания левого табло) нажать кнопку «Стоп»;

10) снять отсчет числа периодов n и времени t;

11) повторить пп.6-10 еще пять раз;

12) по шкале на вертикальной колонке прибора определить длину маятника.

При обработке результатов эксперимента определить период колебаний математического маятника T = t/n и вычислить ускорение свободного падения для каждого измерения и среднее.

По результатам опыта составить таблицу:

Номер опыта	t, c	Ti, c	gi, м/с^2

Средняя квадратическая ошибка для g

Учитывая конечное число измерений n для доверительной вероятности  = 0,68, определить по таблице коэффициентов Стьюдента t(, n) и _s = t(, n) _g и записать окончательный результат в виде .

Последовательность проведения опыта с оборотным маятником следующая:

1) повернуть верхний кронштейн на 180;

2) зафиксировать диски на стержне, чтобы один из них находился вблизи конца стержня, а другой вблизи его середины;

3) закрепить по обеим сторонам центра тяжести системы призмы маятника так, чтобы они были обращены друг к другу ребрами;

4) закрепить маятник на верхнем кронштейне на призме, находящейся вблизи конца стержня;

5) нижний кронштейн вместе с фотоэлектрическим датчиком переместить так, чтобы стержень маятника пересекал оптическую ось датчика;

6) отклонить маятник примерно на 5 от положения равновесия и придерживать его рукой;

7) нажать кнопку «Сброс»;

8) отпустив маятник, привести его в движение;

9) после совершения маятником 10 колебаний нажать кнопку «Стоп»;

10) снять отсчет числа периодов n и времени t;

11) определить период колебаний оборотного маятника T₁ = t/n;

12) снять маятник и закрепить его на второй призме;

13) нижний кронштейн с фотоэлектрическим датчиком переместить так, чтобы маятник пересекал оптическую ось датчика;

14) измерить период Т₂, повторив пп.6-11;

15) сравнить периоды Т₂ и T₁; если Т₂ > T₁, вторую призму переместить в направлении диска, находящегося в конце стержня; если Т₂ < T₁, переместить ее в направлении середины стержня (положение дисков и первой призмы не менять);

16) снова измерить период Т₂ и сравнить его с величиной T₁; менять положение второй призмы до тех пор, пока значение периода Т₂ не станет равным значению периода T₁ с точностью до 0,5 %;

17) определить приведенную длину оборотного маятника L, измерив расстояние между призмами (по числу нарезок, которые нанесены через каждые 10 мм).

При обработке результатов эксперимента вычислить ускорение свободного падения приТ = Т₁ = Т₂ и среднюю квадратическую ошибку , где- погрешность измерения времени, оцениваемая исходя из точности прибора.

Средняя квадратическая ошибка

где - погрешность измерения длины, оцениваемая по цене деления измерительной линейки.

Вычислив окончательный результат записать в виде.