Лабораторная работа изучение




НазваниеЛабораторная работа изучение
Дата конвертации26.04.2013
Размер48.8 Kb.
ТипЛабораторная работа
Сарапульский Политехнический Институт

(филиал)

Ижевского Государственного Технического Университета


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА


Изучение законов свободного падения тел и определение ускорения силы тяжести при помощи математического маятника.


Сарапул


Изучение законов свободного падения тел и определение ускорения силы тяжести при помощи математического маятника

Цель работы: Экспериментальное изучение свободного падения.

Приборы и принадлежности: установка для изучения свободного падения тел, набор шариков, секундомер, линейка, подставка с маятником.

Теоретическое введение.

1. Изучение законов свободного падения.

Путь, пройденный телом за время t, при свободном падении определяется выражением:

(1)

При небольших высотах, падение стального шарика диаметром 0,02+0,05 м практически можно считать свободным, так как в этом случае ускорение силы тяжести можно считать постоянным, а сопротивление воздуха пренебречь. В этом случае падение шарика будет происходить по закону (1).

где S - высота падения

g - ускорение свободного падения

t - время падения

Установка для изучения свободного падения тел состоит из вертикальной штанги со шкалой. По штанге перемещается кронштейн с прикрепленным к нему электромагнитом, удерживающим металлический шарик. К нижней части штанги прикреплена ловушка с контактной заслонкой Время полета шарика отсчитывается по электросекундомеру типа ПВ-53Л с точностью до 0,01 с. Запуск секундомера производится в момент отрыва парика, остановка осуществляется через контактную заслонку. Установка изображена на рис. 1.



Где: 1. Штанга

  1. Электромагнит

  2. Ловушка с контактной заслонкой

  3. Секундомер

При проведении работы устанавливают секундомер в нулевое положение, нажимая на рычаг. Закрывают ловушку контактной заслонкой, переключатель на секундомере устанавливают в положение магнита. Подносят к электромагниту стальной шарик. Переключатель на секундомере устанавливают в положение пуск, и после падения шарика записывают время падения.

2. Определение ускорения силы тяжести при помощи

математического маятника.

Математическим маятником называется материальная точка весом , подвешенная на гибкой, невесомой и нерастяжимой нити. Период колебания такого маятника определяется с достаточной точностью выражением:

(2)

где g - ускорение силы тяжести

L - длина математического маятника

Из формулы (2) следует, что период колебания математического маятника не зависит от амплитуды колебания и от массы маятника, а определяется отношением его длины к ускорению силы тяжести.

Формула (2) будет справедлива при условии, если угол отклонения маятника от положения равновесия не будет превышать. Математический маятник, представляет собой металлический шарик небольшого радиуса, подвешенный на длинной двойной нити для того, чтобы колебания происходили более строго в одной плоскости.

Схема установки приведена на рис.2.



Длиной маятника L следует считать расстояние от перекладины до центра тяжести шарика. Касаясь треугольником нижней части шарика, как

показано на рис.2, мы измерим где d - диаметр шарика.

Измерения будет более точным, если ввести в расчет периоды колебаний маятников двух различных длин , где и

результат измерения, проведенного с помощью треугольника. Из формулы (2) получаем для L1, и L2



Вычтя почленно из первого уравнения второе, имеем:

, отсюда (4)


Таким образом, для определения g по формуле (4) следует лишь измерить, разность длин (L1-L2) и период колебаний T1 и T2. Периоды колебаний измеряются секундомером.

Ход работы:

Упражнение 1. Изучение законов свободнонго падения.

  1. Определение взвешиваемых на аналитических весах массы трех
    различных шариков.

  2. Измеряют для каждого шарика время падения и высоту падения
    шарика не менее трех раз.

  3. Данные представить в виде таблицы:



  1. Проанализировать полученные результаты и сделать вывод.

  2. Измеряют время падения одного из выбранных шариков в
    зависимости от высоты падения, (не менее трех раз для каждого
    значения)

  3. Данные представить в виде таблицы:





7. Построить график зависимости на миллиметровой бумаге.

Упражнение 2. Определение ускорения силы тяжести при помощи математического маятника.

  1. Устанавливают наибольшую длину маятника, опуская для этого
    шарика возможно ниже.

  2. Измеряют длину

  3. сообщают маятнику свободные колебания и измеряют время t в
    течении которого совершается n=50 колебаний.

  4. Определяют период колебаний

  5. Устанавливают новую длину и определяют тем же способом
    период колебаний Т2

  6. Все измерения производить не менее трех раз.

  7. Вычислить g по формуле (4).

8. Данные измерений и расчетов представить в виде таблицы.



9. Вычислить погрешность по формуле



10. Результат измерений записать в виде

Контрольные вопросы.

  1. Выведите формулу, выражающую зависимость g от высоты над
    поверхностью земли.

  2. Что такое ускорение?

  3. Какое движение называется свободным падением?

  4. Почему g неодинаково в различных точках земной поверхности?

  5. Почему два небольших диска одинакового диаметра (картонный и
    металлический) падают в воздухе с различными скоростями?

  6. Почему соотношение (2) не выполняется при углах отклонения
    математического маятника больше?

  7. Выведите формулу для вычисления

Литература.

  1. Фриш С.Э. и Тиморева А.В. - Курс общей физики т. 1.

  2. Савельев И.В. - Курс общей физики т. 1.

  3. Длужневский Г.И. и др. - Лабораторные работы по физике.

  4. Кортнев А.В. и др. - Практикум по физике.

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Лабораторная работа изучение iconЛабораторная работа №10. Изучение принципа действия и функциональной схемы самолетного ответчика Лабораторная работа №11. Изучение принципа действия и проверка функционирования приемника врл «Корень-ас»
Лабораторная работа № Изучение принципов построения системы автоматической подстройки частоты (апч) радиолокационной станции

Лабораторная работа изучение iconЛабораторная работа №1 Изучение автоматической телеграфной станции ат-пс-пд лабораторная работа №2 Изучение телеграфного коммутационного сервера «Вектор-2000»
Рецензент – зам начальника Гомельской дистанции сигнализации и связи Белорусской железной дороги В. И. Прокопюк

Лабораторная работа изучение iconЛабораторная работа №1. Изучение основ микроструктурного анализа металлов и сплавов с применением оптического микроскопа…
...

Лабораторная работа изучение iconЛабораторная работа №2 "Измерение относительной влажности воздуха с помощью термометра" Лабораторная работа №3 "Сборка электрической цепи и измерение силы тока в ее различных участках"!
Лабораторная работа №7" Определение выталкивающей силы, действующее на погруженное в жидкость тело"

Лабораторная работа изучение iconЛабораторная работа №12-к «изучение интерференции света»
Целью работы является изучение интерференции световых волн методом колец Ньютона и определение радиуса кривизны линзы

Лабораторная работа изучение iconУниверситет «мами» Кафедра физики лабораторная работа 05 Изучение дифракции Фраунгофера
...

Лабораторная работа изучение iconЛабораторная работа фпв 06 Изучение дифракции Фраунгофера на одной щели
Целью данной работы является изучение распределения интенсивности в картине дифракции при освещении ще­ли светом лазера

Лабораторная работа изучение iconЛабораторная работа №3 Изучение учебного отладочного устройства
Ознакомление с учебным отладочным устройством уоу «Электроника-580», методами его программирования и отладки программ, изучение языка...

Лабораторная работа изучение iconЛабораторная работа №3-11 Тема: Изучение спектра атома водорода
Цель работы. Изучение спектра атомарного водорода в видимой области, экспериментальное определение постоянной Ридберга

Лабораторная работа изучение iconЛабораторная работа №6 изучение процесса заряда и разряда конденсатора
Изучение процессов заряда и разряда конденсаторов в rc-цепях, ознакомление с работой приборов, используемых в импульсной электронной...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница