☰ Содержание · Физика

Лабораторная работа с маятником и резонанс

Уроки 24–25 · 2 урока · Н. Ш. Турдиев, К. А. Турсунметов, А. Г. Ганиев, К. Т. Суяров, Ж. Э. Усаров, А. К. Авлиёкулов. Физика, 10 класс, 1-е издание. Издательство «Niso Poligraf», Ташкент, 2017
24

Лабораторная работа: определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника

Учебник: с. 85
ЦельЗнать порядок определения ускорения свободного падения с помощью математического маятника, погрешности измерений и расчёт результата.
Новые слова
ускорение свободного падения · erkin tushish tezlanishiсекундомер · sekundomerабсолютная погрешность · absolyut xatolikсреднее значение · o‘rtacha qiymat
Объяснение

Цель: найти g по периоду маятника. Из T = 2π√(l/g) получаем g = 4π²l/T², где T = t/N. Оборудование: шарик на нити, прикреплённой к штативу, измерительная лента, секундомер. Длина l — это длина нити плюс радиус шарика (она измеряется от точки подвеса до центра шарика). Шарик отклоняют не более чем на 6–8°, измеряют время N = 20, 30, 40 колебаний, каждый раз вычисляют g, затем находят g(ср) = (g₁ + g₂ + g₃)/3 и погрешность Δg = |g – g(ср)|. Источники погрешности: запаздывание при включении и остановке секундомера, неточное измерение длины, нарушение условия малых колебаний. Чем больше колебаний, тем меньше относительная погрешность периода. Работайте под наблюдением учителя и закрепите штатив так, чтобы он не мог опрокинуться.

Примеры
Длина l = 1 м, 20 колебаний за t = 40 с: T = 40/20 = 2 с; g = 4π²·1/4 = π² ≈ 9,87 м/с².
В трёх опытах g₁ = 9,7; g₂ = 9,9; g₃ = 9,8 м/с². Среднее: (9,7 + 9,9 + 9,8)/3 = 9,8 м/с²; погрешности: 0,1; 0,1; 0 — средняя погрешность ≈ 0,07 м/с².
Работа в классе

Только вместе с учителем: выполните работу и заполните таблицу с l, N, t, T, g, Δg. Используйте лёгкий шарик и не стойте у края штатива.

Упражнения
1
Какая формула даёт ускорение свободного падения по маятнику?
2
30 колебаний занимают 60 с. Чему равен период (с)?
3
Почему измеряют время нескольких колебаний, а не одного?
4
Почему отклонение не должно превышать примерно 8°?