ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ИЗМЕРЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА
учебно-методический материал на тему
Как известно, гравитационное поле Земли в любой точке ее поверхности характеризуется ускорением свободного падения g. Ускорение свободного падения можно определить экспериментально с помощью математического маятника. Математическим маятником называют материальную точку массой m, подвешенную на невесомой, нерастяжимой нити и совершающей гармонические колебания в вертикальной плоскости.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 25.36 КБ |
Предварительный просмотр:
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТа
ИЗМЕРЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ
С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА
Цель: вычислить ускорение свободного падения при помощи математического маятника.
Оборудование:
- часы с секундной стрелкой;
- измерительная лента
- шарик с отверстием
- нить
- штатив с муфтой и кольцом.
Теория:
Как известно, гравитационное поле Земли в любой точке ее поверхности характеризуется ускорением свободного падения g. Ускорение свободного падения можно определить экспериментально с помощью математического маятника. Математическим маятником называют материальную точку массой m, подвешенную на невесомой, нерастяжимой нити и совершающей гармонические колебания в вертикальной плоскости. Период колебаний математического маятника выражается следующей формулой:
(1),
где –длина подвеса, g-ускорение свободного падения, T – период малых колебаний маятника. Из формулы (1) можно вычислить ускорение свободного падения:
(2)
Из формулы (2) видно, что для определения ускорения свободного падения необходимо знать длину подвеса и период малых колебаний маятника. Длина может быть измерена непосредственно с помощью линейки (мерной ленты).
Порядок выполнения работы
1. Установите на краю стола штатив. У верхнего конца укрепите при помощи муфты кольцо и подвесьте к нему шарик на нити. Шарик должен висеть на расстоянии 3–5 см от пола.
2. Отклоните маятник от положения равновесия на 5–8 см и отпустите его.
3. Измерьте длину подвеса мерной лентой.
4. Измерьте время Δt 40 полных колебаний (N).
5. Повторите измерения Δt (не изменяя условий опыта) и найдите среднее значение Δt ср
6. Вычислите среднее значение периода колебаний Тср по среднему значению Δt ср.
7. Вычислите значение gср по формуле:
8. Полученные результаты занесите в таблицу:
Номер опыта | l, м | N | Δt , c | Δt ср , c | g ср, | |
1 | ||||||
2 | ||||||
3 |
9. Сравните полученное среднее значение для g ср со значением g =9.8м/с2 и рассчитайте относительную погрешность измерения по формуле:
εg
Контрольные вопросы
Вариант 1
- Что называется математическим маятником?.
- Что называется механическим колебанием?.
- Чтобы помочь шоферу вытащить автомобиль, застрявший в грязи, несколько человек
раскачивают автомобиль, причем толчки, как правило, производятся по команде. Важно ли, через какие промежутки времени подавать команду?.
- Математический маятник за 10 с совершил 20 полных колебаний. Найти период колебаний.
- Во сколько раз изменится частота колебаний математического маятника при увеличении длины нити в 3 раза?.
Вариант 2
- Какие колебания называют вынужденными?.
- Что называют резонансом?.
- Спортсмен раскачивается при прыжках на батуте со строго определенной частотой. От чего зависит эта частота?.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Методическая разработка урока по теме: лабораторная работа "Измерение ускорения свободного падения при помощи математического маятника"
Программа разработана на основе Примерной программы и в соответствии с «Рекомендациями по реализации образовательной программы среднего (полного) общего образования в образовательных учреж...
![](/sites/default/files/pictures/2017/06/01/picture-546838-1496328868.jpg)
Лабораторная работа по теме "Изучение зависимости периода колебаний нитяного маятника от длины нити"
Приобретение практических навыков и проверка зависимости периода колебаний математического маятника от длины нити....
![](/sites/default/files/pictures/2016/07/08/picture-799025-1467999909.jpg)
Методические рекомендации по выполнению лабораторной работы "Проверка законов колебания математического маятника"
В данном разделе представлна методика выполнения лабораторной работы "Проверка законов колебания математического маятника"(дисциплина "Физика", раздел "Механика"...
Методическая разработка урока по теме: лабораторная работа "Измерение ускорения свободного падения при помощи математического маятника"
Учебно-методический м атериал для преподавателей физики...
![](/sites/default/files/pictures/2018/04/15/picture-1030308-1523786287.jpg)
ПЛАН-КОНСПЕКТ УЧЕБНОГО ЗАНЯТИЯ «Ускорение свободного падения на Земле и других небесных телах»
Тема занятия «Ускорение свободного падения на Земле и других небесных телах.»Образовательная технология: проблемного обучения, проектная технология развития критического мышления.Вид занят...
«Логико-математические игры на занятиях по ФЭМП и в свободное время»
консультация для педагогов...
![](/sites/default/files/pictures/2024/01/13/picture-1505529-1705156791.jpg)
Лабораторная работа по физике по теме "Измерение ускорения свободного падения"
Урок лабораторной работы формирует у студентов навыки самостоятельной работы, работы в парах, взаимоконтролю и взаимопомощи. Данный урок позволяет прививать навыки работы с натуральными об...