Среднее значение времени

Отчёт по лабораторной работе №11

 

 

По дисциплине: Физика

 

Тема: Определение ускорения свободного падения при помощи универсального маятника

 

 

Выполнил: студент гр. МГП-12 _________________ / Ярмин В.П. /

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

 

 

ОЦЕНКА: _____________

 

Дата: __________________

 

Проверил: __ ________ ___ / Ремзова Е.В. /

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

 

 

Санкт-Петербург

2012 год

 

Цель работы - Определить отношение теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме для воздуха методом стоячей волны

1. Краткое теоретическое содержание

· Основные определения и понятия

Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой, нерастяжимой нити и совершающая колебание в вертикальной плоскости под действием силы тяжести.

Физическим маятником называется абсолютно твердое тело, совершающее колебания под действием силы тяжести вокруг горизонтальной оси, не проходящей через его центр тяжести.

Схема установки

Оборотный маятник (рис.1) исключен недостатка измерить момент инерции из расчётной формулы для g. Метод оборотного маятника основана на том, что во всяком физическом маятнике можно найти такие две точки, что при последовательном подвешивании маятника за одну или другую, период колебаний его остается одним и тем же. Расстояние между этими точками представляет собой приведенную длину данного маятника. Оборотный маятник (рис.1) состоит обычно из металлического стержня А, по которому могут передвигаться и закрепляться в том или ином положении грузы В1 и В2 и опорные призмы С1 и С2. Центр масс маятника – точка О. Период колебаний маятника можно менять, перемещая грузы или опорные призмы. Маятник подвешивают вначале на призме С1 и изменяют период его колебаний Т1. Затем маятник подвешивают на призме С2 и измеряют период колебаний Т2

C₁

 

B₁

 

l₁ A

L

 

 

l₁

C₂

 

 

B₂

 

 

(рис.1)

 

3 4 С_{1 1) Основание}

2) Математический маятник

3) Винт

4) Верхний кронштейн

5 6 5) Винт

8 6) Диск

7) Колонка

7 С₂ 8) Оборотный маятник

9) Нижний кронштейн

9 10 10) Фотоэлектрический датчик

11) Универсальный электронный секундомер

С_{1 и} С₂) Призмы(ножа)

 

1 11

 

 

· Основные законы и соотношения

 

Период колебаний математического маятника

,

где l - длина маятника;

g - модуль ускорения свободного падения.

Период колебаний физического маятника

,

где J - момент инерции маятника относительно оси качаний (точки подвеса);

m - его масса;

l - расстояние от центра тяжести до оси качаний.

Величину L = J/ (ml) называют приведенной длиной физического маятника. Она равна длине такого математического маятника, период колебаний которого совпадает с периодом данного физического маятника.

 

Расчётные формулы

 

 

 

Абсолютная погрешность ускорения свободного падения

, т.к.

 

Окончательный результат с записью средних абсолютных погрешностей

Косвенных измерений

 

Таблица 1

Математический маятник

Физ. величина	t	T	g	l
Размерность № опыта	с	С	м/с2	м
	13,112	1,3112	12,7531	0,424
	13,114	1,3114	12,7511
	13,115	1,3115	12,7501
	13,116	1,3116	12,7492
	13,118	1,3118	12,7472	9,5886726
	13,112	1,3112	12,7531
	13,115	1,3115	12,7501
	13,114	1,3114	12,7511
	13,117	1,3117	12,7482
	13,115	1,3115	12,7501

l =0.0005 м, t =0.001 c

Пример вычислений для первого опыта

 

Среднее значение ускорения свободного падения

= = 12,7503

Среднее значение времени

Абсолютная погрешность ускорения свободного падения

Окончательный ответ:

 

Таблица 2

Оборотный маятник

Физ. величина	t	T	g	l
Размерность № опыта	с	С	м/с2	м
	11,389	1,1389	10,7348	0,31
	11,384	1,1384	10,73955
	11,386	1,1386	10,737664
	11,387	1,1387	10,736721
	11,385	1,1385	10,738607
	11,386	1,1386	10,737664
	11,383	1,1383	10,740494
	11,388	1,1388	10,735778
	11,387	1,1387	10,736721
	11,385	1,1385	10,738607

Среднее значение времени