- •Предисловие
- •Введение
- •Часть I. Лабораторные работы натурного физического эксперимента Лабораторная работа № 1 определение линейных величин и плотности тела
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 проверка основного закона динамики поступательного движения
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 определение коэффициента трения покоя.
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4 определение коэффициента трения скольжения
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5 определение ускорения свободного падения с помощью машины атвуда
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6 измерение скорости пули с помощью баллистического маятника
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7 упругое соударение шаров
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №8 неупругое соударение шаров
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №9 определение момента инерции маятника обербека
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №10 определение момента инерции тела энергетическим методом
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №11 скатывание твердого тела с наклонной плоскости
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №12 математический маятник
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №13 физический маятник
- •Краткое теоретическое введение
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Часть II. Подсчет погрешностей измерений Виды измерений
- •Погрешности измерений
- •Определение случайной ошибки
- •Погрешность однократного прямого измерения
- •Учет случайной ошибки нескольких измерений и ошибки однократного измерения
- •Алгоритм вычисления ошибки прямых равноточных измерений
- •Ошибки косвенных измерений
- •Алгоритм вычисления ошибки косвенных измерений
- •Приложение
- •Список литературы
- •Содержание
- •Часть I. Лабораторные работы натурного физического эксперимента 5
- •Часть II. Подсчет погрешностей измерений 82
- •Лабораторный практикум механика
Методика эксперимента
Определять
ускорения свободного падения с помощью
математического маятника на практике
лучше графическим методом. Для этого
необходимо по полученным экспериментальным
данным построить график зависимости
квадрата периода колебаний маятника
от длины нити
(рис.2).

рис. 2
По
тангенсу угла наклона полученного
графика к оси Т2
можно определить
среднюю величину ускорения свободн6ого
падения
.
(9)
где δl
и δT2
–
приращения графика функции
по соответствующим осям.
В
реальной лабораторной установке груз
это не материальная точка и, следовательно,
точное определение длины подвеса
невозможно. Поскольку для определения
требуется нахождение приращений δl
и δT2,
то можно перенести начало координат 0
в точку l0,
и измерять изменение длины Δl
относительно l0
на каждом шаге измерений. Таким образом,
построив график зависимости
можно найти значение ускорения свободного
падения по формуле:
. (10)
Если
продлить характеристику
до пересечения с осью Δl
то можно найти истинное
значение l0.
Достоинством этого метода является то,
что он позволяет исключить систематическую
ошибку в определении длины подвеса.
Все измерения проводятся с помощью модульного учебного комплекса МУК-М1.
Нить наматывается на малый шкив барабана и фиксируется с помощью специального крючка, который расположен на большом шкиву.
Расчет
значений приращение длины производить
исходя из условия, что минимальная длина
подвеса l0
соответствует
максимально измеренному значению xmax
(рис.3). Таким образом,
.

рис. 3
Для
проведения измерений необходимо
перевести секундомер в режим №3. Выведите
груз из положения равновесия на небольшой
угол 5 - 10°. Отпустите груз и нажмите
кнопку «Пуск» секундомера. Отсчитайте
время tизм
равное 10 колебаниям
и нажмите кнопку «Стоп/Сброс» секундомера.
Период колебаний можно рассчитать по
формуле
.
Порядок выполнения работы
-
Установите минимальное значение массы груза. Установите максимальную длину нити
.
-
Измерьте время 10 колебаний
.
Вычислите период колебаний T.
Данные занесите в таблицу 1. -
Увеличивая массу груза, измерьте соответствующие периоды. Убедитесь в том, что период колебаний математического маятника не зависит от массы груза.
Таблица 1
|
№ |
m, кг |
|
T |
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
-
Оставьте максимальное значение груза. Уменьшая длину нити на величину
найдите значения
.
Проведите 5
измерений. Данные наблюдений запишите
в таблицу 2.
Таблица 2
|
№ |
|
Ti |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
-
По результатам измерений постройте график функции
. -
По формуле (10) на линейном участке найдите приращения функций (см. рис.2) и рассчитайте
пять раз для разных пар приращений
функций. Вычислите среднюю величину.
Сравните полученный результат с
теоретическим (
м/с2). -
Вычислите абсолютную и приведенную погрешность измерения
,
взяв за
по формулам:
-
Запишите результат в виде

-
Сделайте выводы.

,
с


