Описание экспериментальной установки

Экспериментальная установка представлена на рис.5. Она включает в свой состав: основание, вертикальную стойку, математический и физический (оборотный) маятники, имеющие узлы подвеса на верхнем кронштейне, кронштейн для установки фотодатчика, фотодатчик.

Основание снабжено тремя регулируемыми опорами и зажимом для фиксации вертикальной стойки.

Вертикальная стойка выполнена из металлической трубы, на которую нанесена миллиметровая шкала.

Математический маятник имеет бифилярный подвес, выполненный из капроновой нити, на которой подвешен груз в виде металлического шарика, и устройство для изменения длины подвеса маятника.

Физический (оборотный) маятник имеет жесткий металлический стержень с рисками через каждые 10 мм для отсчета длины, две призмы, два груза с возможностью перемещения и фиксации по всей длине стержня.

Узлы подвески математического и физического (оборотного) маятников расположены на диаметрально противоположных относительно вертикальной стойки сторонах кронштейна.

Кронштейн имеет зажим для крепления на вертикальной стойке и элементы фиксации фотодатчика.

Рис.5.

Порядок выполнения работы Упражнение 1 Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника

1. Установить верхний кронштейн таким образом, чтобы шарик

математического маятника оказался в рабочей зоне фотодатчика. При

помощи устройства добиться такого положения шарика, при котором

его центральная риска будет совпадать по высоте с риской на

фотодатчике.

2. Определить длину математического маятника по шкале

вертикальной стойки.

3. Нажать кнопку "СЕТЬ" блока. При этом должно включиться табло

индикации.

4. Отвести рукой шарик математического маятника на угол 5-6 градусов

и отпустить его. Нажать кнопку "ПУСК" на блоке и убедиться, что он

регистрирует число (левое табло) и время (правое табло) колебаний

маятника.

5. Нажать кнопку "СБРОС" на блоке. Отклонить математический маятник

на угол 5-6 градусов, после чего нажать кнопку "ПУСК" на блоке.

6. По показанию таймера определить значение времени 30 колебаний

маятника, нажав кнопку "СТОП". Измерения проделать 5 раз. Найти

среднее значение времени колебаний.

7. Определить период колебаний маятника по формуле:

T₁=t₁/n,

где t₁ – среднее значение времени колебаний, n – число

колебаний.

8. Передвинуть вверх кронштейн с фотодатчиком на 30 мм. При помощи

устройства добиться такого положения шарика, при котором его

центральная риска будет совпадать по высоте с риской на фотодатчике.

9. По шкале вертикальной стойки определить длину математического

маятника .

10. Согласно п.5 - 7 произвести измерения периода колебаний

математического маятника Т_2.

11.Вычислить ускорение свободного падения по формуле:

g = 4π ² ( )/(T₁ ² - Т₂²)

12.Оценить относительную ε_g и абсолютную Δg погрешности величины

ускорения свободного падения.