2. Опис експериментальної установки

Маятник, що використовується в даній роботі, побудований наступним чином. На двох тонких міцних дротинах, що забезпечують коливання маятника в одній площині, підвішують металеву кульку. Якщо маса дроту дуже мала порівняно з масою кулі, то масою дроту можна знехтувати і за довжину маятника вважати віддаль від верхньої точки закріплення дротини до центра кулі. (Центр кулі збігається з центром коливання маятника). Тоді довжина маятника дорівнюватиме довжині дротини плюс радіус кулі :

(16)

Величину прискорення земного тяжіння знаходимо із формули (6):

(17)

Підставляючи значення з формули (16) у формулу (17), дістанемо таку кінцеву робочу формулу:

(18)

3. Порядок виконання роботи

Завдання 1. Визначення прискорення сили тяжіння.

1. За допомогою лінійки знайти довжину дротини.

2. За допомогою штангенциркуля виміряти діаметр кулі в різних напрямках.

3. Відхилити металеву кулю на невеликий кут (3-4°) і відпустити. Коливання повинні відбуватися в одній вертикальній площині.

4. Пропустивши декілька коливань, лічбою „нуль” пустити в хід секундомір у момент проходження маятником положення рівноваги. Для точного визначення положення рівноваги маятника під час коливання на стійці за маятником закріплюють на рівні ока екран із міліметровою шкалою, на якій проводять вертикальну лінію, що відповідає положенню рівноваги. При рівновазі маятника дротина і лінія на екрані повинні лежати в одній вертикальній площині. Перед початком відліку коливань око має бути проти дротини, яка повинна закривати проведену на екрані лінію.

5. Величини , та виміряти не менше трьох разів і результати записати у звітну таблицю №1.

6. Відлічивши 50 повних коливань, зупинити секундомір і знайти час, що відповідає 50 повним періодам коливань і визначити період Т та похибку. Результати вимірювань занести у звітну таблицю №2.

7. Пункт 6 повторити щонайменше 5 разів.

8. Визначити прискорення вільного падіння g за формулою .

9. Визначити похибку ∆g прискорення вільного тяжіння:

оскільки , то похибка буде знаходитися наступним чином

;

відносна похибка визначається за формулою: .

В даному випадку більш зручно буде знайти спочатку відносну похибку за формулою:

, а потім похибку ∆g:

.

Звітна таблиця №1.

№

Звітна таблиця №2.

№										g	∆g

Завдання 2. Визначення декремента загасання маятника і коефіцієнта загасання.

Спосіб 1

1.Виводять маятник із положення рівноваги на невеликий кут (3-4°).

2.Фіксують значення величини амплітуди , що відповідає моменту часу .

3. Записують моменти часу, через які амплітуда коливань зменшується на 2,5 мм. Для цього користуються міліметровою лінійкою, яку розміщено на стінці позаду маятника.

4. Будують залежність амплітуди коливань від часу в напівлогарифмічному масштабі. За нахилом кривої знаходять величину коефіцієнта загасання .

5.Знаючи коефіцієнт загасання і період загасаючих коливань, по формулі (13) визначити логарифмічний декремент загасання . Дані вимірювань заносять в таблицю №3.

Спосіб 2

1.Визначають кількість коливань, за які амплітуда коливань зменшується в е разів. Для цього також використовують міліметрову шкалу, яку розміщено на стінці позаду маятника. Використовуючи формулу , знаходять величину логарифмічного декремента загасання . А далі за формулою (13) знаходять величину коефіцієнта загасання .

2. Порівнюють отримані значення коефіцієнтів і із величинами, отриманими 1-им способом. Дані заносять в таблицю №3

Таблиця №3

визначення коефіцієнта загасання та логарифмічного декремента загасання

	t