I Pracownia Zakładu Fizyki PL
Wydział Elektryczny		Ćwiczenie nr.: 4.2
	Semestr: II	Grupa: ED 2.4	Rok akadem.: 97/98
Temat: Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego przy pomocy wahadła prostego.		Data wykonania: 98.02.27	Ocena:

Podbudowa teoretyczna:

Wahadłem prostym (matematycznym) nazywamy niewielką kulkę (punkt materialny) zawieszoną na nieważkiej i nierozciągliwej nici. Jeśli wahadło odchylimy od położenia równowagi jak na rys., a następnie puścimy je swobodnie to zacznie się wahać. Uwzględniając kierunki sił możemy wyprowadzić podstawowe wzory dla wahadła matematycznego.

l - długość nici (drutu)

T - siła napięcia nici (drutu)

Q - siła ciężkości rozłożona na składowe F_r oraz F_s

F_r - siła radialna równoważąca siłe napięcia T

F_s - siła styczna do toru kulki, odpowiedzialna za ruch

,gdy to możemy zapisać

z II zasady dynamiki Newtona wynika:

lub ,obie strony dzielimy przez mase

,gdzie

Izochronizm wahadła pozwala na dokładne wyznaczenie okresu drgań. Wyznaczjąc eksperymentalnie długość l drutu oraz okres, wahadło proste posłuży nam do wyznaczenia przyspieszenia ziemskiego.

Opis wykonania ćwiczenia:

- mierzymy suwmiarką średnicę d kulki.

- zawieszamy ją na cienkim druciku i mierzymy długość drucika wraz z kulką (długość l₁).

- obliczamy długość wahadła l (l = l₁ - d/2).

- odchylamy wahadło z położenia równowagi i sekudomierzem określamy czas pełnych drgań.

- okres będzie ilorazem czasu przez liczbe pełnych wachnięć (T=t/n).

- znalezione wartości podstawiamy do wzoru i obliczamy przyspieszenie g.

- pomiary wykonujemy dla dwóch długości l₁.

lp	d	l1	l	t	n	tśr	T	g	gśr
	mm	m	m	s		s	s	m/s^2	m/s^2
1				39,5	20
2	23,7	1	0,998	40,7	20	39,9	1,995	9,8001
3				39,6	20				9,995
4				36,4	20
5	23,7	0,85	0,839	36,0	20	36,2	1,810	10,11
6				36,2	20

Przykłady obliczeń:

l = l₁-d/2= 1[m] - 0,002[m] = 0,998[m]

T = t_śr/n = 39,9[s] / 20 = 1,995[s]

Dyskusja błędów:

Metoda różniczkowa: