Файл: LABORATORNAYa_RABOTA_2_novaya.pdf

Можно сделать окончательный вывод: ускорение свободного падения

зависит от широты местности, высоты над уровнем моря и от плотности залегающих пород.

2 ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА

Из формулы (14) следует, что для определения ускорения свободного падения необходимо знать период колебаний математического маятника Т и его длину l, определение которой в лабораторных условиях не всегда возможно. Поэтому в экспериментальной установке используют нить (трос) с изменяющейся длиной. В качестве материальной точки применяют тело, формой и размерами которого в рассматриваемых условиях можно пренебречь (его диаметр много меньше длины подвеса). Определяем период колебаний математического маятника Т1 при длине l1, а затем изменяем длину нити и определяем новый период колебаний маятника Т2 при длине l2. Получим

Применим эту формулу в лабораторной работе. Из нее следует, что для опытного определения ускорения свободного падения достаточно экспериментально найти изменение длины маятника ∆l и периоды колебаний Т1 и

Т2.

3ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

ИПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Лабораторная установка состоит из стальной проволоки, длину которой можно менять, и подвешенного на ней чугунного шара. Проволока вверху переброшена через блок и вторым концом прикреплена к указателю, который может, если отвинтить винт, передвигаться вдоль шкалы h с сантиметровыми делениями. Чтобы изменять длину l маятника, следует перемещать его вдоль шкалы. Для этого поступают следующим образом: один студент двумя руками поддерживает шар и слегка приподнимает его, а второй отвинчивает винт на указателе и перемещает его вдоль шкалы. И только, когда он закрепит винт в нужном положении, первый студент постепенно отпускает шар.

8

2.Зафиксировав указатель в положении h1 ближе к нижнему пределу шкалы, запишите его. При этом длина маятника примет значение равное l1.

3.Отклоните маятник на 3о-5о и отпустите его. При малых колебаниях угловое отклонение математического маятника изменяется со временем по гармоническому закону. Пропустив 3-4 полных колебания, включите секундомер,

иопределите время t1 ' двадцати полных колебаний (n=20). Затем повторите эту

операцию дважды, определите t1", t1" и найдите t1 ср

Определите период колебаний Т1

4.Обращаясь с маятником так, как описано в пункте 1, измените длину маятника не менее чем на 60см. Зафиксируйте указатель винтом и запишите

значение шкалы h2, на уровне которого он находится. При этом длина маятника примет соответствующее значение l2.

5.Повторите действия пункта 3. Определите соответственно t2 ср и период

колебаний маятника Т2.

6.По формуле (20) рассчитайте ускорение свободного падения g1, учитывая, что ∆l=h2-h1 соответствует изменению длины маятника.

7.Повторите действия пунктов 1-5 еще для двух разных длин маятника и рассчитайте g2 и g3. Определите среднее значение g.

8.Сравните полученное значение g с табличным значением (g0=9,81м/с2) и рассчитайте относительную погрешность по формуле:

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какое движение называется колебательным?

2.Какие колебания называются периодическими, свободными, вынужденными?

3. Какие колебания называются гармоническими?

4. Уравнение гармонического колебания и его параметры (амплитуда, смещение, начальная фаза, период, частота).

5. Какая сила называется квазиупругой?

6. В чем состоит различие между маятниками: физическим, математическим и пружинным?

7. Как определить периоды колебаний физического и пружинного маятников?

8. От каких величин зависит приведенная длина физического маятника?

9

9. Выведите формулу периода колебаний математического маятника.

10. Какое движение называется свободным?

11. Сформулируйте закон Всемирного тяготения. Каков физический смысл гравитационной постоянной?

12. Что такое ускорение свободного падения?

13. От чего зависит ускорение свободного падения?

14. Как изменяется ускорение свободного падения с увеличением подъема над поверхностью Земли?

ЛИТЕРАТУРА

1.Савельев, И.В. Курс общей физики. Т. 2 / И.В.Савельев. – 3-е изд. – М.: Наука, 1988.

2.Детлаф, А.А. Курс физики / А.А.Детлаф, Б.М.Яворский. – 5-е изд. – М.: Академия, 2005.

3.Трофимова, Т.И. Курс физики. М.: ВШ, 2007.

10

Учебное издание

ИЗМЕРЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА

Методические указания

Составители: ст. преподаватель Забиран Т.В., ассистент Пусовская Т.И.

Редактор Щербакова А.А.

Технический редактор Хлыстова М.О.

Подписано в печать Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать трафаретная.

Отпечатано на ризографе редакционно-издательского отдела Учреждение образования

«Могилевский государственный университет продовольствия».

212027, Могилев, пр-т Шмидта, 3. ЛИ № 02330/0131913 от 08.02.2007.

11