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:
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:
Po przekształceniu równania otrzymujemy postać:
Schemat Budowy wachadła
- długość wahadła równa długości nici i promienia kuli
- masa kuli
- kąt wychylenia
-siła grawitacji
-składowa styczna siły ciężaru
-siła sprężystości nici
-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
Niepewność dla pomiaru okresu ruchu wahadła
Niepewności przypadkowe
Przyśpieszenie ziemskie
;
3. Wartość błędu względnego wartości przyśpieszenia ziemskiego
Wartość błędu maksymalnego wartości przyśpieszenia ziemskiego
Wartość przyśpieszenia ziemskiego z uwzględnieniem marginesu błędu
G - stała grawitacji, Mz - masa Ziemi, Rz - promień Ziemi
T - okres drgań, l - długość wahadła,