Порядок выполнения работы

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

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

3) отпустив шарик, привести маятник в движение;

4) измерить время 10 колебаний (n=10);

5) повторить пп.1-4 еще пять раз;

6) 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:

Таблица 1

Физ. величина	t	Ti	gi
Ед. измерения Номер опыта
1
2
…
n

Средняя квадратичная ошибка для g

Записать окончательный результат в виде .

Последовательность проведения опыта с оборотным маятником следующая:

1) поместить над датчиком оборотный маятник, повернув верхний кронштейн на 180;

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

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

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

5) отпустив маятник, привести его в движение;

6) измерить время t 10 колебаний маятника;

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

8) снять маятник и закрепить его на второй призме;

9) измерить период Т₂, повторив пп.4-7;

10) 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);

11) 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 %;

12) 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 при Т = Т₁ = Т₂ и среднюю квадратичную ошибку , где - погрешность измерения времени, оцениваемая исходя из точности прибора.

Средняя квадратичная ошибка

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

Окончательный результат записать в виде .