wahadłorewersyjne2, Akademia Morska, I semestr, FIZYKA, Fizyka - Laboratoria, Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego


Temat:

Wahadło rewersyjne.

Cel ćwiczenia:

Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego.

Wprowadzenie:

Najprościej przyspieszenie ziemskie można obliczyć ze związku dla wahadła
matematycznego :

Ponieważ jednak w realnym doświadczeniu mamy do czynienia raczej z wahadłem fizycznym przyspieszenie byłoby obarczone zbyt dużym błędem metodycznym.

Wychodzimy więc od ogólnego równania ruchu bryły sztywnej:

, oraz jego rozwiązania (przyjmując przybliżenia sinϕ=ϕ):

, gdzie , czyli

Ze wzoru widać, że przy zastosowaniu metody wykorzystującej ten związek pojawiają się trudności z bezpośrednim, wystarczającym pomiarem.

Istnieje jednak inna metoda pozwalająca na korzystanie ze wzoru (nie bezpośrednio).

Szukamy dwóch osi obrotu, równoległych do siebie i leżących na jednej prostej przechodzącej przez środek ciężkości, których okresy są równe.

, ,

lub wykorzystując tw. Steinera:

, .

Stąd, że T1 i T2 są równe zapisujemy:

=, czyli (b-a)(Is-mab)=0.

Czyli T1 = T2, gdy O2 obierzemy w odległości „b=a” lub gdy O2 obierzemy w odległości takiej, że

W sytuacji (I) o okresach nie możemy powiedzieć nic ciekawego oprócz tego, że są równe, natomiast w sytuacji (II) otrzymujemy:

.

Oznaczając odległość między osiami O1 i O2 przez lo=a+b,

oraz T1 = T2 = T0 , mamy ostatecznie: .

Aby doświadczalnie wyznaczyć dwie osie o równych okresach wykorzystujemy wahadło rewersyjne (rys.2). Aby wyeliminować sytuację, że a=b wprowadzamy silnie asymetryczne wahadło rewersyjne (rys 3) w którym ciężarki A i B pozwalają regulować środek masy.

Jeszcze należy sprawdzić, czy na pewno będzie istniało położenie x ciężarka C przy którym zajdzie oczekiwana sytuacja (II):

Aparatura:

Do wykonania ćwiczenia potrzebne jest asymetryczne wahadło rewersyjne, stoper, przymiar milimetrowy.

Dane dla osi O1 (skok x - 2 cm od osi O1)

x [cm]

0

2

4

6

8

10

12

14

50T [s]

60.03

59.10

58.75

58.27

58.04

57.78

57.65

57.43

x [cm]

16

18

20

22

24

26

28

50T [s]

57.68

57.73

57.94

58.00

58.32

58.68

58.89

Dane dla osi O2 (skok x - 2 cm od osi O1)

x [cm]

0

2

4

6

8

10

12

14

50T [s]

60.58

60.01

58.88

58.06

57.51

56.44

56.21

56.73

x [cm]

16

18

20

22

24

26

28

50T [s]

56.59

55.59

55.\92

56.92

58.23

60.13

60.83

Zagęszczenie x:


dla osi O1:

x [cm]

4.5

5

5.5

50T[s]

58.53

58.43

58.18

dla osi O2:

x [cm]

4.5

5

5.5

50T[s]

58.58

58.46

58.31

dla osi O1:

x [cm]

23.5

24

24.5

50T[s]

58.35

58.30

58.44

dla osi O2:

x [cm]

23.5

24

24.5

50T[s]

58.06

58.25

58.82


l0=|O1O2| =0,338 ± 0,001 m

50Tś=58,35 ± 0,25 s Tś=1,167 ± 0,005 s

Wnioski:

Pomiar przyspieszenia ziemskiego przy pomocy wahadła fizycznego obarczony jest błędem pomiarowym, który można obliczyć z prawa różniczki zupełnej. Największym błędem obarczony jest pomiar czasu, dla którego przyjęliśmy błąd 0,25 s, czyli czas wynikający z niedokładności włączenia i wyłączenia stopera.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
wahadłorewersyjne, Akademia Morska, I semestr, FIZYKA, Fizyka - Laboratoria, Wyznaczanie przyspiesze
przyśpieszenie ziemskie, Akademia Morska, I semestr, FIZYKA, Fizyka - Laboratoria, Wyznaczanie przys
fizyka Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła matematycznego, budownictwo, semestr
Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła pros, Fizyka
Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego, 101B , Fizyka 101
Fizyka& wyznaczanie przyśpieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego
WYZNACZANIE PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA POMOCĄ WAHADŁA MATEMATYCZNEGO, FIZYKA(1)
WYZNACZANIE PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA POMOCĄ WAHADŁA MATEMATYCZNEGO, FIZYKA(1)
cw 10 - Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego, Sprawozdania jakieś, F
Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomoca wahadła matematycznego, studia, fizyka
Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego, fizyka lab
Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego2, Studia, laborki fizyka (opole
Wyznaczanie Przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła matematycznego., Fizyka
Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewe, Sprawozdania - Fizyka
WYZNACZANIE PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA POMOCĄ WAHADŁA REWERSYJNEGO, Fizyka

więcej podobnych podstron