Cel przeprowadzonego doświadczenia to wyznaczenie
przyspieszenie ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego.
Ciężarek mB zamocowany był w miejscu ustalonym przez prowadzącego ( w połowie odległości między osiami ). Natomiast obciążenie Ma umieściliśmy jak najbliżej osi 0'.
Z tak przygotowanym stanowiskiem mogliśmy przystąpić do dalszych czynności.
Wahadło wychylaliśmy o stałą odległość następnie je puszczając. Obserwowaliśmy drgania swobodne gasnące. W każdym położeniu ciężarka Ma wahadło miało wykonać 20 pełnych wahnięć wokół osi 0. Analogicznie postępowaliśmy odwracając wahadło i mierząc czas wahnięć wokół osi 0'. Pomiarów dokonywaliśmy stoperem elektronicznym. Możliwe błędy pomiary określiliśmy poniżej ( spowodowane były czasem ludzkiej reakcji ).
Zmierzony czas pozwolił nam wyznaczyć okres drgań To i To'.
To samo zrobiliśmy dla kolejnych położeń masy Ma. Wyniki zamieszczone są w tabeli poniżej.
Wahadło REWERSYJNE
(schemat)
L= 112 cm ( 1,12 m ) |
n=20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
x |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
19 |
|
to |
36,62 |
63,97 |
37,13 |
37,69 |
38,18 |
38,75 |
39,25 |
40 |
40,54 |
41,29 |
42,03 |
41,56 |
|
To=to/n |
1,83 |
1,84 |
1,85 |
1,88 |
1,9 |
1,94 |
1,96 |
2 |
2,02 |
2,06 |
2,1 |
2,08 |
|
to' |
39,9 |
40,31 |
40,12 |
40,31 |
40,63 |
41 |
40,85 |
41,34 |
41,44 |
41,69 |
41,97 |
41,71 |
|
To'=to'/n |
2 |
2,01 |
2,01 |
2,02 |
2,03 |
2,05 |
2,04 |
2,06 |
2,07 |
2,08 |
2,09 |
2,08 |
Błąd pomiaru czasu - 0.2 sekundy
Błąd wychylenia wahadła - 0,5 cm
Błąd położenia masy m1 - 0,2cm
Błąd położenia masy m2 - 0,2cm
Po pomiarze w odległości 20 cm zauważyliśmy, iż minęliśmy punkt szukany. Jak widać przecięcie krzywych nastąpiło około 19 cm. Powyżej w tabeli zamieściłem dane liczbowe dla tego punktu.
Mogliśmy odczytać odległość pomiędzy dwoma ciężarkami zamocowanymi na wahadle, wyniosła ona 112 cm.
Wzór na przyspieszenie ziemskie -
Po wykonaniu tego ćwiczenia można stwierdzić, iż wyznaczone przez nas przyspieszenie ziemskie odbiega od wartości przyjętej. Takiego wyniku można się było spodziewać. Jednym z powodów powstania błędu jest sposób pomiaru. Opory powietrza w tym doświadczeniu odegrały bardzo dużą rolę. Powietrze działało tutaj przeciwnie do ruchu wahadła wydłużając czas ruchu wahadła. Siły tarcia w osi wahadła można pominąć ze względu na sposób zamocowania. Wynik doświadczenia które zostałoby wykonane w próżni powinien być znacznie bardziej zbliżony do wartości tablicowej.