Теоретичні відомості
У фізиці маятником вважають таке тверде тіло, яке коливається під дією сили тяжіння навколо нерухомої точки або осі Прийнято розрізняти математичний і фізичний маятники.
Математичним маятником називають ідеалізовану систему, що складається з невагомої й нерозтяжної нитки довжиною , наяку підвішено матеріальну точку масою т, що коливається відносно точки підвісу 0 (рис. 1.1). Достатньо коректним наближенням до математичного маятника служить невелика важка куля, підвішена на довгій тонкій малорозтяжній нитці
Рис. 1.1
За малих кутів відхилення від положення рівноваги і при настільки малому терті, що ним можна знехтувати, математичний маятник здійснює гармонічні коливання, період яких визначається довжиною маятника і прискоренням вільного падіння :
Період коливань маятника може бути обчислений за формулою або виміряний дослідним шляхом за допомогою годинника. Вимірювання періоду коливань математичного маятника за допомогою секундоміра - прямі виміри Потім, вимірюючи період коливань, отримуємо не істинне, а середнє значення , оцінюємо ступінь наближення його до істинного Т. Для успішного виконання цієї роботи попередньо необхідно ознайомитися з коротким викладом "Теорії похибок і обробки результатів вимірювань у фізичній лабораторії" (Додаток).
Опис установки те метод вимірювання
Установка є важкою кулею, яка підвішується на малорозтяжному дроті, довжина якого набагато більша за розміри кулі. Час вимірюють електронним секундоміром з точністю до 0,001 с.
Вимірюючи час п'яти повних коливань, значення періоду коливань отримуємо за формулою:
Для того, щоб коливання можна було вважати гармонічними (такими, що відбуваються за законом косинуса чи синуса), маятник слід відхиляти на невеликі кути (близько 4 ).
Послідовність виконання роботи
1. Привести маятник у коливний рух. Секундоміром виміряти час п’яти коливань, записати результат з точністю до 0,001 с в табл. 1.1 Виконати 50 таких вимірювань.
2. Виконати ще одну серію з 50-ти вимірювань, дані занести до табл. 1.2, яка подібна до табл. 1.1, але для 100 вимірів
3. Записати дані про секундомір: (ціна поділки) =............
Таблиця 1.1
Номер досліду | Час п'яти коливань ,с | Період Т = , с | , | |
1 | ||||
2 | ||||
… | ||||
50 |
(1.2.)