лабы физика / fis_lab10(remix)

Министерство образования и науки

республики Казахстан

Карагандинский государственный

Технический университет

Кафедра: физики

Лабораторная работа №10

Тема: Определение ускорения свободного падения.

Выполнил: студент гр. АиУ-06-2

    Голобородько Артём

Принял(а) : преподаватель

Орлова Елена Фёдоровна

Караганда 2006г

Определение ускорения свободного падения.

Цель работы: Практическое освоение студентами содержания теоретического материала и методологи измерений в лабораториях кафедры физики при использовании специальных технических средств на примере лабораторной работы №10 – “ Определение ускорения свободного падения ”.

Задачи лабораторной работы:

• Овладение студентами одной из методик эксперимента;

• Приобретение опыта решения учебно-исследовательских и реальных практических задач на основе изученного теоретического материала;

• Приобретение опыта проведения эксперимента;

• Формирование навыков обработки результатов проведённых исследований;

• Анализ, обсуждение полученных результатов и формулирование выводов;

Методика решения:

Ускорение – векторная величина, определяемая изменением вектора скорости в единицу времени.

,

где = .

Для случая свободного падения ускорение свободного падения - это ускорение, обусловленное только действием силы притяжения тела к Земле.

Ускорение свободного падения является силовой характеристикой гравитационного поля, которую называют напряжённостью гравитационного поля.

Действительно, ,

где m, - соответственно массы тела и Земли,

- радиус-вектор точки, где определяется ,

R-его модуль, G- гравитационная постоянная.

Свободным падением называется падение тел на Землю, обусловленное только силой тяжести (т.е. без учета сопротивления воздуха) и начинающееся из состояния покоя. Для широты ;

является величиной постоянной для всех тел, падающих с одной и той же высоты, на данной широте местности и на одно и то же небесное тело (Луну, Землю, Солнце).

Способ измерения, которым воспользовались в этой работе, является косвенным, т.к. определяется не непосредственно, а по расчетной формуле, через другие, непосредственно измеряемые величины; высоту, с которой падает шарик (h), и время его падения (t).

, где .

Не учитывая вращение Земли:

;

.

По второму закону Ньютона:

=const,

т.к. тело (шарик) падает на Землю с одной и той же высоты h и на данную широту местности. Следовательно, движение шарика – прямолинейное равноускоренное:

по условию опыта тогда

Учитывая что то

Ход работы:

1.Установим электромагнит на высоте 200 см. Поднесем стальной шарик к магниту. Секундомер ставим в положение “включено”, а тумблер магнита в положение “выключено”. Опыт проделываем 10 раз.

2. По формуле вычисляем ускорение свободного падения:

;

3. Определим среднее арифметическое значение :

,

4.Найдем среднюю квадратичную ошибку среднего арифметического значения ускорения свободного падения: .

- коэффициент Стьюдента для вероятности , с числом измерений равен =2,26.

- средняя квадратичная ошибка среднего арифметического значения ускорения свободного падения.

;

;

5.Согласно распределению случайных величин по Стьюденту значит истинное значение:

6. Результаты вычислений занесем в таблицу:

№	H м	t с
1	2	0,66	9,18	9,08	0,16	9,08±0,16
2	2	0,67	8,91
3	2	0,66	9,18
4	2	0,67	8,91
5	2	0,66	9,18
6	2	0,65	9,47
7	2	0,67	8,91
8	2	0,66	9,18
9	2	0,68	8,65
10	2	0,66	9,18

Вывод: На данном этапе опыта, было практически освоено содержание теоретического материала и методы измерений в лабораториях кафедры физики при использовании специальных технических средств.

В результате данного опыта были достигнуты цели лабораторной работы и получены следующие результаты в виде: Ускорение свободного падения было определено, оно равно:

Анализ: Данный опыт был проведён с погрешностями, так как измерения производились человеком – присутствовал человеческий фактор, погрешность отсчёта высоты и на секундомере, так же имелась инструментальная погрешность в приборах измерения.

Так же опыт был осложнен тем, что он проводился не в вакууме, а в среде – воздухе, вследствие этого на шарик действовала сила сопротивления воздуха, еще постоянная взята по уровню моря, а опыт проводился на некоторой высоте над уровнем моря.

Из-за всех этих погрешностей результат опыта не совпадает с постоянным значением .