Лабораторна робота
Тема: Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника.
Мета: Закріпити знання з теми „Коливання та хвилі”, визначити прискорення земного тяжіння.
Обладнання: штатив з тримачем, кулька з ниткою заданої довжини, лінійка з поділками і отвором на кінці, пластилін, лінійка.
Теоретичні відомості: математичним маятником називається матеріальна точка, підвішена до невагомої і нерозтяжної нитки. Моделлю такого маятника можна вважати кульку, підвішену на довгій нитці. Період коливань математичного маятника обраховується так: відхилити лінійку на невеликий кут і знайти час коливань, кількість яких задано в таблиці варіантів, весь час розділити на кількість коливань. Дослід повторити 2-3 рази. Четверта частина періоду буде дорівнювати часу падіння кульки.
Рівноприскореним називають рух, при якому тіло за будь-які рівні проміжки часу змінює швидкість на однакову величину. Прикладом такого руху можна вважати падіння кульки з невеликої висоти. Висота падіння вимірюється лінійкою. Із формули:. (1)
Час падіння кульки береться як четверта частина періоду коливань математичного маятника.
Порядок виконання роботи:
1. Помістити штатив з тримачем на край столу.
2. Відхилити лінійку на невеликий кут і виміряти час заданої кількості коливань. Обчислити період коливань.
3. Закріпити кульку за допомогою нитки на цвях на край лінійки з поділками.
4. Нанести тонкий шар пластиліну на лінійку для виявлення місця доторкання кульки під час падіння.
5. Перепалити нитку заданої довжини і виміряти шлях, пройдений кулькою, до місця дотику кульки з лінійкою.
6. Підставивши четверть періоду коливань (час падіння кульки) у формулу (1) та пройдений шлях обчислити прискорення вільного падіння.
7. Із таблиці варіантів вибрати значення довжини нитки і кількості коливань.
8. Результати вимірювань та обчислень занести в таблицю.
№ п\п |
Кількість коливань маятника |
Час коливань |
Період коливань |
Середнє значення періоду коливань |
Відстань, пройдена кулькою |
Середня відстань, пройдена кулькою |
Середнє значення прискорення вільного падіння |
Табличне значення прискорення вільного падіння |
Відносна похибка |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Відносна похибка обчислюється за формулою:
Методичні вказівки: 1. В роботі можна використати свинцеву або стальну кульку діаметром 1-4,5 см. 2. Якщо немає секундоміра можна скористатись довільним метрономом або годинником з секундною стрілкою. 3. Під час визначення періоду коливань визначити час як можна більшої кількості коливань.
Контрольні запитання: 1.Чи можна користуватися маятниковим годинником в умовах невагомості? 2. Чи залежить прискорення вільного падіння від місцевості? 3. Які методи визначення прискорення вільного падіння можете ви запропонувати?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Висновок:
|
|
|
|
|
|
|
|
Перевірив_________________
Оцінка _____________