Производились измерения ускорения свободного падения путем бросания маленького магнита через 3 соленоида. Когда магнит пролетает через катушки создается ЕДС индукции ,что фиксируется прибором (цифровым осциллографом),так же фиксируется время когда магнит залетает в катушку и время , когда магнит вылетает из нее . Таким образом , зная расстояния между катушками ,можно определить ускорение свободного падения (далее называется « G » ) Введение Цель : 1) Ознакомиться с устройством цифрового осциллографа и приобретение навыков работы с таким прибором 2) Измерение ускорения свободного падения 3) Анализ ошибок
Описание эксперимента Когда выключатель включен, то поле в катушке удерживает магнит от падения. Когда размыкаешь цепь, то поле исчезает, то под действием силы тяжести магнит начинает падать с ускорением g . А в это время осциллограф переходит в другой режим работы, а именно он запоминает график зависимости напряжения от времени Методика измерений В качестве рабочего тела намагниченный металлический стержень в качестве датчиков напряжения - катушки. При падении магнит проходит через катушки , в которых наводится ЭДС ( закон Фарадея). Измерив расстояние между катушками и время между импульсами , из известных формул движения тела в поле тяжести , можно вычислить G . Описание установки Для измерения временных интервалов в данной работе применяется цифровой осциллограф. После визуализации электрических импульсов с датчиков на дисплее осциллографа с помощью маркера и цифрового табло удобно произвести измерения времени между импульсами В осциллографе С9-10 имеются два маркера , которые перемешаются по экрану , управляющие переключателя , расположенные под матричным экраном
Результаты измерений Был проведен ряд измерений ( N =30 ) и при каждом получено свое значение G и на основании результатов был построен график зависимости G ( N ) Анализ результатов измерений Обработка результатов Воспользовавшись формулой мы без труда , зная значения , и можем посчитать значение G Оценка погрешностей Можем мы также посчитать – среднее квадратичное отклонение б , для этого воспользуемся следующей формулой ,где есть среднее арифметическое из всех значений G (в данной и i пробегает значения от 0 до 30 ). =9.438891 Проведя все арифметические операции, получим б=0.631007 Вычислим также погрешность S = 0.12 . тогда G=9.4388 0.12 Обсуждение полученных результатов После долгих мучений мы получили наше любимое G с учетом всех погрешностей Но наш результат немного отличается от всем известного G =9.81 здесь сказывается целый ряд факторов, например: неточность прибора, отсутствие опыта у экспериментатора. Выводы и заключение В результате проделанной работы мы научились работать с цифровым осциллографом С9-10 и с его помощью определили свое значение G=9.4388 0.12
Литература 1: А.С. Золкин. Что надо знать при написании курсовой работы (Методические рекомендации для студентов ). Сибирский физический журнал , 1995 , номер 4 , стр.65-71 2: Б.А. Князев. В.С. Черкасский. Начало обработки экспериментальных данных Новосибирск : НГУ ,1993 , 35 с 3: Х.-И. Кунце. Методы физических измерений . М .: Мир. , 1989 , 213 с 4: Лабораторные занятия по физике (для МФТИ)! под ред. Л. Л. Гольдина . М. , Наука. , 1983 , 703 с
