Wydział:

Inżynieria środowiska

Nazwisko, imie:

Siudyła Jakub

Zespół:

VIII

Ocena ostateczna

Grupa:

VII

Tytuł Ćwiczenia:

Badanie przyśpieszenia ziemskiego przy użyciu wahadła prostego

Nr Ćwiczenia

10

Data wykonania

Wiadomości Wstępne

Przyspieszenie ziemskie (g) to przyspieszenie ciał spadających swobodnie w polu grawitacyjnym Ziemi, przy braku oporów ruchu. Z Prawa Powszechnej Grawitacji wynika, że na powierzchni Ziemi g można wyliczyć ze wzoru:

0x01 graphic

Wartość g zależy od szerokości geograficznej, np. na biegunach, gdzie Rz jest najmniejsze, g ma wartość największą. Na g wpływ ma również ruch obrotowy Ziemi i związane z nim przyspieszenie odśrodkowe, które zmniejsza mierzone przyspieszenie ziemskie. Wartość przyspieszenia ziemskiego maleje wraz z wysokością nad powierzchnią Ziemi. Wartość g można wyznaczyć wykorzystując prawa ruchu wahadła matematycznego, przez które mamy na myśli małą kulkę zawieszoną na nierozciągliwej, lekkiej (możemy pominąć jej ciężar) nici. Kulka zostaje wychylona z położenia równowagi i porusza się ruchem drgającym prostym. Przy niewielkim wychyleniu (do5º) ruch ten możemy określić jako harmoniczny, w którym okres wylicza się:

0x01 graphic

Po przekształceniu równania otrzymujemy postać:

0x01 graphic

Schemat Budowy wachadła

0x01 graphic

0x01 graphic
- długość wahadła równa długości nici i promienia kuli

0x01 graphic
- masa kuli

0x01 graphic
- kąt wychylenia

0x01 graphic
-siła grawitacji

0x01 graphic
-składowa styczna siły ciężaru

0x01 graphic
-siła sprężystości nici

0x01 graphic
-składowa normalna siły ciężkości

Tabele z Pomiarami

Lp:

10T

(s)

Ti

(s)

T-Ti

(T-Ti)²

1

15,9

1,59

0,05

0,0025

2

16,2

1,62

0,01

0,0004

3

16,8

1,68

-0,04

0,0016

4

16,8

1,68

-0,04

0,0016

5

16,9

1,69

-0,05

0,0025

6

16,7

1,57

-0,03

0,0009

7

15,9

1,69

0,05

0,0025

8

16,3

1,63

0,01

0,0001

9

16,7

1,67

-0,03

0,0009

10

16,8

1,68

-0,04

0,0016

Lp:

L1

(m)

d

(m)

1

0,662

0,01

2

0,662

0,0144

3

0,663

0,0148

4

0,661

0,0146

5

0,662

0,0146

Obliczenia

  1. Niepewność dla pomiaru okresu ruchu wahadła

  1. Niepewności przypadkowe

0x01 graphic

0x01 graphic

  1. Przyśpieszenie ziemskie

0x01 graphic

0x01 graphic
; 0x01 graphic

3. Wartość błędu względnego wartości przyśpieszenia ziemskiego

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

  1. Wartość błędu maksymalnego wartości przyśpieszenia ziemskiego

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

  1. Wartość przyśpieszenia ziemskiego z uwzględnieniem marginesu błędu

0x01 graphic

G - stała grawitacji, Mz - masa Ziemi, Rz - promień Ziemi

T - okres drgań, l - długość wahadła,