Определение ускорения свободного падения при помощи маятника

Ускорение свободного падения можно определить из формулы периода колебаний маятника;

откуда

Из последней формулы видно , что для определения ускорения свободного падения необходимо знать длину маятника и период его колебаний.Длину маятника можно измерить непосредственно. Для этого необходимо иметь лишь линейку . Период колебаний можно найти по формуле;

где N - число колебаний за время t. Оценим возможные погрешности этого способа определения ускорения свободного падения. Так как

Длина маятника L (м)	Частота колебаний маятника  ( Гц)	Начальное отклонение маятника 0 ( град.)	Интервал времени за который совершается 20 колебаний t ( c )	Частота колебаний маятника э = n\ t ( Гц)	э -  100% э
1		10
1		20
1		40
1		60

то

Длину маятника с помощью линейки можно измерить с абсолютной погрешностью +1 мм

В условиях школьной лаборатории длина маятника может быть порядка 1- 2 м . Если l = 1м, то относительная погрешность измерения длины маятника

Это обеспечивает достаточно высокую точность измерения. Хуже дело обстоит с измерением периода колебаний. При длине маятника 1 м период колебаний примерно 2 с, а абсолютная погрешность секундомера примерно + 1 с ;

Точность измерения периода колебаний можно повысить если измерить время не одного полного колебания а, например, 20 полных колебаний. В этом случае погрешность измерения времени

Порядок выполнения работы

1.Установите на краю стола штатив. У его верхнего конца с помощью муфты укрепите кольцо и подвесьте к нему шарик на нити. Шарик должен висеть на расстоянии 1 – 2 см от пола.

2. Отклонив шарик на 5 – 8 см , отпустите его.

3. Заметьте время 20 полных колебаний.

4. Измерьте длину маятника.

5. Вычислите ускорение свободного падения по формуле

6. Рассчитайте погрешность измерения и запишите ее в виде

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13

Тема: Измерение индукции магнитного поля постоянного магнита.

Приборы и материалы: подковообразный магнит, рамка, содержащая 20 витков провода типа ПЭЛШО 0,1 – 0,2мм, источник тока, реостат, амперметр.

Сила магнитного взаимодействия элемента проводника с током и магнитного поля F определяется законом Ампера:

Где I – сила тока в проводнике, Δl – длина элемента проводника, В – индукция, ά – угол между элементом проводника и вектором индукции магнитного поля.

Если сила магнитного взаимодействия проводника с током и магнитного поля измерена, то можно определить индукцию магнитного поля в месте расположения проводника с током.

Цель работы – определение индукции магнитного поля между полюсами постоянного подковообразного магнита. Элемент проводника с током выполнен в виде рамки шириной d = 1,5см и высотой 10см. Число витков в рамке n = 20. Отсюда длина элемента проводника

По рамке пропускают ток от источника тока, величину его измеряют амперметром. Рамку помещают в зазор подковообразного магнита так, чтобы силовые линии магнитного поля были перпендикулярны проводнику с током. Силу взаимодействия рамки с током и магнитного поля измеряют с помощью лабораторных весов. Для этого к одному из коромысел подвешивают рамку, соединенную легкими проводниками, навитыми спиралью с источником тока и амперметром. Снизу подводят подковообразный магнит, предварительно укрепленный в лапке штатива. Уравновесив рамку, пропускают через нее ток. В результате взаимодействия элемента проводника с током и магнитного поля подковообразного магнита рамка втягивается в зазор между его полюсами. Равновесие весов нарушается. Если уравновесить весы, помещая гири на чашку весов, то вес перегрузка будет равен силе магнитного взаимодействия элемента проводника с током и магнитного поля постоянного магнита. Измерив, таким образом, силу F, определяют индукцию магнитного поля постоянного магнита.