Politechnika Łódzka

filia w Bielsku - Białej

Wydział Budowy Maszyn

Semestr II gr. 111

SPRAWOZDANIE Z LABORATORIUM

Z FIZYKI

ĆWICZENIE 13

Temat: Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego przy pomocy wahadła rewersyjnego.

Przyśpieszenie ziemskie: jest to przyśpieszenie swobodnego spadku ciał pod wpływem ich ciężaru Q. Przyśpieszenie ziemskie zmienia się w niewielkim zakresie w rożnych punktach pow. Ziemi ze względu na zmienność ciężaru. Ciężar jest wpadkowa skierowana do środka ziemi siły grawitacji oraz odśrodkowej siły bezwładności spowodowanej ruchem obrotowym ziemi wokół jej osi.

Wartość siły bezwładności oraz jej kierunek względem kierunku siły grawitacji są zależne od szerokości geograficznej. Z tego powodu, ciężar ciała jest wielkością zmienna, zależna od miejsca na ziemi w którym ciało się znajduje.

Przyspieszenie ziemskie zależy od wysokości ponad powierzchnia ziemi. Na wys. H=300 km zmniejsza się ono o około 1 m/s. Przy małych wysokościach, dochodzących do kilku kilometrów nad pow. Ziemi, przyspieszenie ziemskie można uważać z bardzo dobra dokładnością za stale.

Celem ćwiczenia było wyznaczenie wartości przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego.

W celu zbadania średniego błędu kwadratowego pojedynczego pomiaru przeprowadzono kilka pomiarów czasu 10 wahnięć. Wyniki pomiarów przedstawia tabelka.

Pierwsza seria pomiarów była wykonana przy zawieszeniu wahadła na osi P, zaś druga - na osi O.

Pomiar:	t1	t2	t3	t4	t5	t6	tśr	St
Względem osi P	20,59	20,44	20,74	20,37	20,81	20,75	20,66	0,07
Względem osi O	18,81	18,8	18,8	18,79	19,81	18,82	19,28	0,09

Średni błąd kwadratowy pojedynczego pomiaru obliczamy ze wzoru:

S_ta =

Schemat wahadła przedstawia rysunek.

Litery O, P oznaczają osie wahadła, zaś litera M krążek.

Próba I jest wykonywana w ten sposób, że wahadło zawieszamy w punkcie O i w każdej pozycji krążka M wykonujemy 10 wahnięć mierząc ich czas trwania.

Próba II jest wykonywana w ten sam sposób, ale wahadło zawieszamy w punkcie P. Pozostałe czynności wykonujemy identycznie

Na podstawie wykresu obliczamy wartość przyspieszenia ziemskiego wykorzystując do tego celu wzór:

g =
l

gdzie: n - liczba wahnięć;

l - odległość pomiędzy osiami OP;

t_o - średnia wartość czasu wahnięć.

t_o = (t₁+t₂)/2

Pomiary czasu przedstawia tabelka:

Pozycja krążka M	Próba I	Próba II
		Czas 10 wahnięć	Czas 10 wahnięć
1	20,21	20,08
2	19,90	19,84
3	19,53	19,59
4	19,20	19,26
5	18,93	19,05
6	18,73	18,85
7	18,41	18,73
8	18,12	18,72
9	17,90	18,70
10	17,68	18,69
11	17,55	18,79
12	17,49	18,93
13	17,55	19,14
14	17,72	19,36
15	17,97	19,60
16	18,41	19,79
17	19,16	19,98
18	20,23	20,18

Obliczenia:

n = 10

l = 1 m

t_o = (19,89+20,09)/2 = 19,99 s

g =

Wnioski:

- metoda ta jest prosta do wykonania i w łatwy sposób można z niej wyliczyć przyspieszenie ziemskie;

Wykresy czasów kolejnych wahnięć I i II serii.

Wykresy czasów kolejnych wahnięć I i II serii.

6

Rok 1998\99

---