Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła różnicowego - wykład

Ćwiczenie nr 111. Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła różnicowego.
Ocena : .........
1. Cel ćwiczenia :
Celem ćwiczenia jest poznanie jednej z metod wyznaczania przyspieszenia ziemskiego oraz wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego i określenie błędu pomiaru tej wielkości.
2. Metoda pomiaru :
Przyspieszenie ziemskie można wyznaczyć z dużą dokładnością przy użyciu wahadła prostego lub jego odmiany zwanej wahadłem różnicowym. Metoda pomiaru przyspieszenia ziemskiego wykorzystuje prawa ruchu wahadła prostego, które jest najlepszym odwzorowaniem wahadła matematycznego.
W celu wyznaczenia przyspieszenia ziemskiego przy użyciu wahadła różnicowego, należy precyzyjnie określić zmianę długości wahadła oraz możliwie najdokładniej wyznaczyć okresy drgań wahadła nie skróconego i skróconego . Wykorzystywane w ćwiczeniu wahadło różnicowe przedstawia poniższy rysunek :
Rys. Wahadło różnicowe. Aby dokonać stosownych pomiarów ustawiliśmy suwak pomiarowy wahadła w najwyższym położeniu skali milimetrowej oraz odczytaliśmy i zanotowaliśmy wskazanie . Odchyliliśmy wahadło o kąt od położenia równowagi i wprawiliśmy je w ruch. Gdy wahadło wykonało kilka drgań rozpoczęliśmy pomiar czasu dla drgań. Wyniki zapisaliśmy w tabeli. Następnie skróciliśmy nić, ustawiając suwak na skali w położeniu i wyznaczyliśmy czas dla 50 drgań wahadła skróconego. Pomiary czasu 50 drgań wahadła wykonaliśmy dla kolejnych trzech pozycji , i suwaka na skali milimetrowej. Po dokonaniu tych wszystkich pomiarów wyliczyliśmy dla każdego z nich okres drgań korzystając z zależności :
gdzie : t - czas trwania 50 wachnięć,
n - liczba drgań wahadła .
3. Opracowanie wyników :
Tabela pomiarowa. Nr pomiaru
x {cm}
t {s}
n
T {s}
1
19,5

(…)

… ( =2,571 ),
- średni błąd kwadratowy wartości średniej .
Wynik końcowy : .
4. Dyskusja wyników :
Nie uwzględniając szerokości geograficznej przyjmuje się jako średnią wartość przyspieszenia ziemskiego . Wyznaczona przez nas wartość przyspieszenia różni się niewiele od wartości rzeczywistej. Jednak jest ona obarczona pewnym błędem. Wynika on przede wszystkim z pomiaru czasu wachnięć, a także spowodowany…
... zobacz całą notatkę