Лабораторна робота №14
ВИЗНАЧЕННЯ
ПРИСКОРЕННЯ ВІЛЬНОГО ПАДІННЯ
З ВИКОРИСТАННЯМ
ОБОРОТНОГО МАЯТНИКА
Мета роботи
Використовуючи оборотний маятник, визначити прискорення вільного падіння.
Прилади та обладнання
Оборотний маятник, міліметрова лінійка, секундомір.
Опис вимірювального пристрою
Застосований в даній роботі оборотний маятник складається із стрижня Ст, що має прямокутний переріз та вантажів А1 і А2, які можна переміщати вздовж стрижня. На невеликих відстанях від кінців стрижня закріплені опорні призми П1 і П2, за горизонтальні ребра яких маятник можна почергово підвішувати на кронштейн К. Під дією сили земного тяжіння маятник може здійснювати гармонічні коливання.
Виведення розрахункової формули
Якщо переміщенням вантажу А2 досягати такого взаємного розташування вантажів А1 і А2 , що періоди коливань маятника при підвішуванні за призми П1 і П2 зрівнюються між собою, то зведена
довжина фізичного маятника дорівнюватиме відстані між опорними ребрами призм: Lзв = L . Визначивши експериментально період коливань маятника Т для вказаного розташування вантажів, при відомій величині L з формули
(1)
знайдемо: (2)
При підготовці до виконання роботи використати:
Теоретична частина. Розділ 3.3, 3.4; Додатки 1, 2.
Послідовність виконання роботи
Підвісити маятник за призму П1 і закріпити вантаж А1 на відстані а1 = 25см від верхнього кінця стрижня (див.рис.1).
Закріпити вантаж А2 на відстані а2 = 12см від нижнього кінця стрижня (див.рис.1).
Відхилити маятник від положення рівноваги на кут не більший 100, відпустити і визначити час t1 здійснення 10 повних коливань.
Почергово закріплюючи вантаж А2 на відстанях а2 = 14; 16; 18; 20; 22 см, повторити вимірювання, зазначені у п.3.
Попередньо знявши зі стрижня вантаж А2, підвісити маятник за призму П2 і, не змінюючи відстані а1, визначити час t2 здійснення 10 повних коливань при повторному закріпленні вантажу А2 на відстанях а2 , вказаних в п.2 і п.4.
Результати вимірювань записати у таблицю, визначити величини відповідних періодів коливань, як: .
Побудувати ґрафіки залежностей:
Т1=f(a2) ( маятник підвішений за призму П1 ;
Т2=f(a2) ( маятник підвішений за призму П2.
Точка перетину ґрафіків визначає величину періоду Т. Підставивши це значення у формулу (2) знайдемо величину прискорення вільного падіння.
Розрахувати похибки величини g, вважаючи що абсолютна
похибка визначення періоду коливань маятника:

зведена довжина маятника L = (100 ( 0,05) см
Таблиця результатів вимірювань і розрахунків
а2, см
12
14
16
18
20
22

t1, с (П1)







T1, с







t2, с (П2)







T2, с








Контрольні запитання
Що називається фізичним маятником?
У чому полягає різниця між фізичним і математичним маятниками?
Що називається зведеною довжиною фізичного маятника?
Вивести формулу для періоду коливань фізичного маятника.
Яка властивість оборотного маятника використана в даній роботі для визначення прискорення вільного падіння?
Рекомендована література
Курс фізики / За редакцією І.Є.Лопатинського.
– Львів: Вид. «Бескид Біт», 2002.
2. Трофимова Т.И. Курс физики.– М.: Высшая школа, 1990.
3. Савельев И. В. Курс общей физики, т.1 –М.: Наука, 1982.