Порядок выполнения работы

Ознакомиться с устройством установки.

Лабораторный стенд представляет собой вертикальную стойку, на которой находится кронштейн для подвеса маятника, и фотодатчик электронного блока ФМ 1/1.

Замечание. Электронный блок представляет собой секундомер, совмещенный со счетчиком колебаний. Запуск осуществляется кнопкой «Пуск», остановка – кнопкой «Стоп». Результаты измерения времени высвечиваются на правом дисплее, числа колебаний – на левом. Обнуление показаний обоих дисплеев происходит при нажатии кнопки «Сброс».

1. Подвесить оборотный маятник так, чтобы он опирался на призму П1 (см.рис.2).

2. Перемещая фотодатчик по стойке, закрепить его так, чтобы нижний конец стержня маятника оказался чуть ниже (примерно 4–6 мм) горизонтальной риски на торцевой части датчика).

3. Закрепить груз В на расстоянии 1 см от призмы П2. Расстояние между призмой П2 и грузом В занести в таблицу.

4. Отвести маятник от положения равновесия на малый угол (4⁰–5⁰) и отпустить.

5. Измерить время t 30 полных колебаний маятника, результат занести в таблицу. Вычислив период колебания по формуле , результат также записать.

6. Передвигая груз В от призмы П2 вниз вдоль стержня с шагом 1 см, повторять действия, описанные в пунктах «4»–«5», для каждого положения груза.

7. Когда груз дойдет до края стержня, перевернуть маятник и подвесить его так, чтобы он опирался на призму П2.

8. Повторить все действия пунктов «2»–«5».

9. Передвигая груз В от призмы П2 вверх вдоль стержня с шагом 1 см, повторять действия, описанные в пунктах «4»–«5», для каждого положения груза.

10. Измерить расстояние между призмами (см. рис.2) и записать это значение в таблицу.

11. На миллиметровой бумаге построить на одном графике зависимости и . За начало отсчета по оси ординат взять наименьшее значение полученных в опытах значений периодов колебаний.

12. Найти по графику точку пересечения построенных линий и записать значение ординаты этой точки в графу .

13. Оценить погрешность , с которой удалось определить период . Величина совпадает с промежутком времени, приходящимся на 1 мм масштабной сетки. Результат занести в таблицу.

14. Вычислить ускорение свободного падения по формуле (8).

15. Вычислить абсолютную и относительную погрешности определения по методике однократных косвенных измерений(в качестве взять записанную в таблице величину). Записать результат.

16. Сравнить полученное в эксперименте значение с табличным и сделать выводы.

Таблица

t ₁

t ₂

см

м/с²

Контрольные вопросы

1. Что является целью данной работы?

2. Что такое ускорение свободного падения, от чего оно зависит?

3. Что такое физический маятник, от каких величин зависит его период колебаний?

4. Что такое математический маятник, от каких величин зависит его период колебаний?

5. Что такое приведенная длина физического маятника?

6. Устройство оборотного маятника, используемого в лабораторной работе.

7. Доказать, что приведенная длина оборотного маятника, используемого в данной работе, равна расстоянию между опорными призмами.

8. Почему рекомендуется отклонять оборотный маятник от положения равновесия на малый угол?

9. Чему равен период колебаний физического маятника, представляющего собой однородный стержень длиной , ось подвеса которого совпадает с одним из концов стержня?