POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT FIZYKI FILIA W JELENIEJ GÓRZE
|
SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA Nr 16 Temat : Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego |
|||
Imię i nazwisko : Maciej Krych |
numer kolejny ćwiczenia :16 |
zaliczenie : |
||
grupa : 4 |
wydział : elektryczny |
rok : 2 |
data wykonania ćwiczenia : 6.11.96 |
|
1 ) Cel ćwiczenia :
Celem ćwiczenia było wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego .
2) Opis układu pomiarowego :
Wahadło rewersyjne wygląda w następujący sposób :
(2)
(1)
3) Przebieg pomiarów :
Wahadło rewersyjne jest szczególnym przypadkiem wahadła fizycznego, posiada wszystkie cechy wahadła fizycznego ponadto jeszcze właściwą tylko sobie cechę wynikającą z jego specyficznej budowy : rewersyjność. Dzięki czujnikowi z fotokomórką możemy precyzyjnie wyznaczyć czas trwania pełnego okresu wahnięcia wahadła po czym możemy wyznaczyć przyspieszenia ziemskie na podstawie wzoru:
Ponadto mogłem sprawdzić zjawisko wahadła rewersyjnego które polega na tym że możliwe jest znalezienie takiego ustawienia ciężarka dolnego że po zawieszeniu wahadła na dolnych nożach (odwróceniu go do góry nogami) jego okres będzie taki sam. W tym celu dokonałem następujących pomiarów :
1) przesuwając ciężarek po osi wahadła o ustaloną odległość mierzyłem jego okres (zawieszenie nr 1) ,
2) potem po odwróceniu wahadła ( zawieszenie nr 2) dokonałem analogicznych pomiarów .
Uzyskane wyniki reprezentuje poniższa tabela :
polorzenie |
ilosc T |
czas |
T |
ilosc T |
czas |
T |
40 |
11 |
14,063 |
1,278455 |
10 |
12,49 |
1,249 |
50 |
10 |
12,682 |
1,2682 |
10 |
12,45 |
1,245 |
60 |
10 |
12,538 |
1,2538 |
10 |
12,363 |
1,2363 |
70 |
10 |
12,41 |
1,241 |
10 |
12,296 |
1,2296 |
80 |
10 |
12,306 |
1,2306 |
10 |
12,209 |
1,2209 |
90 |
10 |
12,199 |
1,2199 |
10 |
12,155 |
1,2155 |
100 |
10 |
12,083 |
1,2083 |
10 |
12,089 |
1,2089 |
110 |
10 |
11,974 |
1,1974 |
11 |
13,254 |
1,204909 |
120 |
10 |
11,876 |
1,1876 |
10 |
12,005 |
1,2005 |
130 |
10 |
11,764 |
1,1764 |
10 |
11,969 |
1,1969 |
140 |
10 |
11,664 |
1,1664 |
10 |
11,944 |
1,1944 |
150 |
10 |
11,579 |
1,1579 |
10 |
11,928 |
1,1928 |
160 |
10 |
11,502 |
1,1502 |
10 |
11,901 |
1,1901 |
170 |
10 |
11,428 |
1,1428 |
10 |
11,898 |
1,1898 |
180 |
10 |
11,369 |
1,1369 |
10 |
11,895 |
1,1895 |
190 |
10 |
11,309 |
1,1309 |
10 |
11,916 |
1,1916 |
200 |
10 |
11,266 |
1,1266 |
10 |
11,897 |
1,1897 |
210 |
10 |
11,25 |
1,125 |
10 |
11,915 |
1,1915 |
220 |
10 |
11,254 |
1,1254 |
10 |
11,927 |
1,1927 |
230 |
10 |
11,29 |
1,129 |
10 |
11,944 |
1,1944 |
240 |
10 |
11,324 |
1,1324 |
10 |
11,967 |
1,1967 |
250 |
10 |
11,454 |
1,1454 |
11 |
13,197 |
1,199727 |
260 |
10 |
11,581 |
1,1581 |
10 |
12,025 |
1,2025 |
270 |
10 |
11,778 |
1,1778 |
10 |
12,059 |
1,2059 |
280 |
10 |
12,016 |
1,2016 |
10 |
12,096 |
1,2096 |
gdzie d1 odległość od dolnego ciężarka od noża nr 2
d2 Odległość ciężarka od noża nr 1
Na podstawie wyników pomiaru trwania okresu wykreśliłem dwie krzywe :
W miejscu przecięcia się krzywych odczytałem długość i czas trwania okresu następnie podstawiając do wzoru wyliczyłem przyspieszenie ziemskie.
4) Przykładowe obliczenia :
[m/s2]
5) Błędy:
Za wartość błędu odczytu położenia ciężarka na pręcie uznałem 1mm.
Pomiar czasu był dość dokładny gdyż użyto tutaj do tego celu urządzenia cyfrowego , pozwalało ono na odczyt czasu z dokładnością do 0,01 s.
4) Wnioski:
Jak wiemy z wykładów z fizyki z zeszłego semestru przyspieszenie ziemskie jest różne w zależności od położenia geograficznego w jakim się znajdujemy , jest to uwarunkowane krzywizną ziemi ( nie jest ona idealnie okrągła ). Otrzymane przeze mnie wyniki odbiegają nieco od rzeczywistej wielkości przyspieszenia ziemskiego błąd nie mieści się w zakresie błędu pomiarowego, nie można go też zgonić na kształt ziemi bowiem jest on zadurzy jedynym wytłumaczeniem jest przedwczesne zakończenie przeze mnie pomiarów. Za długość zredukowaną wahadła przyjąłem pierwsze przecięcie się wykresów, jednak podczas dokonywania obliczeń okazało się, że wartości drugiego przecięcia są odpowiednie ( najlepiej ilustruje to wykres ). Czynniki wpływające na dokładność wyników to niedokładność w ustawieniu ciężarów , błąd pomiaru czasu (stosunkowo mały z uwagi na dużą dokładność cyfrowego licznika zainstalowanego w przyrządzie).