Pomiar przyspieszenia ziemskiego wahadłem matematycznym oraz logarytmicznego dekrementu tłumienia wahadłem fizycznym

`97

Ponieważ wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego g, za pomocą obserwacji i pomiarów swobodnie spadającego ciała jest kłopotliwe i wyniki nie są dokładne, opracowano inne metody doświadczalne. Jedną z nich jest pomiar przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła matematycznego. Wykorzystuje się tu ruch harmoniczny zachodzący pod wpływem siły ciężkości.

Wahadłem matematycznym- nazywamy punkt materialny o masie m., i zawieszony na nierozciągliwej i nieważkiej nici o długości l. Przybliżoną realizacją wahadła matematycznego jest wahadło proste, czyli mała kulka zawieszona na nici długiej w porównaniu z jej wymiarami.

Do wyznaczenia logarytmicznego dekrementu tłumienia służy wahadło fizyczne zbudowane na dwóch długich niciach (ok. 4 m.).

Przyspieszenie ziemskie możemy wyliczyć za pomocą równania:

jeśli znamy długość l i okres T drgań wahadła.

Rodzaj kulki

Długość nici l [m.]

Średnica kulki d[m.]

Długość wahadła l+r[m.]

Czas trwania 30 okresów [s]

Okres T[s]

Średnia wartość okresu [s]

Stosunek

Przyspieszenie

Drewniana

0,605

0,02923

0,6196

46,4

46,2

46,5

1,55

1,54

1,55

1,55

0,416

0,422

0,416

9,935

10,079

9,935

śr.9,935

Stalowa

0,611

0,03018

0,6261

46,5

46,4

46,5

1,55

1,55

1,55

1,55

0,416

0,416

0,416

10,034

10,034

10,034

śr.10,034

Drewniana

0,429

0,02882

0,4434

38,6

38,6

38,6

1,29

1,29

1,29

1,29

0,601

0,601

0,601

10,177

10,177

10,177

śr.10,177

Stalowa

0,379

0,0296

0,3938

36,5

36,4

36,5

1,22

1,21

1,22

1,22

0,672

0,683

0,672

10,054

10,219

10,054

śr.10,054

Obliczanie błędu

Obliczam błąd okresu

Średnia wartość okresu z uwzględnieniem błędu wynosi:

Stosunek wynosi:

Obliczam błąd stosunku

Obliczam błąd Przyspieszenia ziemskiego