Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
3
Кафедра физики 72
Рейтинг за работу:
Преподаватель: Лавровская Н.П.
Отчет
о лабораторной работе
по курсу: “Общая физика”:
Машина Атвуда для изучения прямолинейного движения.
72.2016.101.ЛР
Работу выполнил
студент гр. №4913: Кулаков В.Г.
Санкт-Петербург
1999
1) Цель работы: определение ускорения свободного падения с помощью машины Атвуда!
2) Описание установки: Используемый в работе прибор содержит измерительную часть, включающую в себя миллисекундомер, измеряющий время равномерного падения грузов; колонну с нанесенной метрической шкалой для измерения расстояний. На колонне смонтированы неподвижный блок и три кронштейна: верхний и нижний, подвижные, — для установки длины пути, и средний — для снятия с падающего груза дополнительного грузика. Стопор блока удерживает грузы до начала эксперимента. Для регистрации груза применены два фотодатчика — сигнализаторы начала и конца отсчета времени.
Кнопка "Пуск" отключает стопор и запускает миллисекундомер, а кнопка "сброс" обнуляет показания секундомера, т.е. подготавливает прибор к следующему эксперименту.
Массу и ускорение грузов можно изменять с помощью сменных колец — грузиков, надеваемых на один из грузов.
2) Методика выполнения и рабочие формулы: Данная система в свободном состоянии будет равноускоренно двигаться под влиянием силы mg. Из основного уравнения динамики:
g = (2M+m)a / m, где М – масса большого груза, м – малого, а – ускорение системы.
Ускорение системы а= V2 / 2SPy , где SPy - путь равноускоренного движения, V – скорость в конце равноускоренного движения, т.е. в начале равномерного.
После отделения грузика система продолжает равномерно двигаться, проходя путь SPавн = V t .
Окончательно имеем: g = ((2M+m) S2Pавн ) / (2m SРу t2 ) . (1)
Таким образом, измерив массы грузов m и M , путь SРу, равноускоренного движения и путь SPавн равномерного движения, время t равномерного движения, можно определить ускорение свободного падения.
3) Результаты измерений и вычислений: Масса каждого груза равна 60 г , а дополнительных грузиков: m1=6 г , m2=6.2 г , m3=7.8 г , m4=20 г. SPавн =24см, SРу =18см, .
Остальные результаты измерений занесены в таблицу №1.
табл. 1
|
Т1 = 0.822 с |
Т1 = 0.750 с |
Т1 = 0.601 с |
Т1 = 0.360 с |
|
Т2 = 0.731 с |
Т2 = 0.771 с |
Т2 = 0.600 с |
Т2 = 0.349 с |
|
Т3 = 0.772 с |
Т3 = 0.645 с |
Т3 = 0.606 с |
Т3 = 0.342 с |
|
Т4 = 0.711 с |
Т4 = 0.725 с |
Т4 = 0.606 с |
Т4 = 0.338 с |
|
Т5 = 0.810 с |
Т5 = 0.667 с |
Т5 = 0.609 с |
Т5 = 0.356 с |
|
Т6 = 0.757 с |
Т6 = 0.737 с |
Т6 = 0.596 с |
Т6 = 0.350 с |
|
m1=6 г |
m2=6.2 г |
m3=7.8 г |
, m4=20 г |
4) Примеры расчетов:
Среднее время можно найти как среднее арифметическое величин каждого измерения.
Т.о. t1ср = 0,77 с; . t2ср = 0,72 с; . t3ср = 0,6 ; . t4ср = 0,35 с.
По формуле (1) получается:
g1изм = (2 0,06 кг + 0,006 кг) (0,24м) 2 / (2 0,006 кг (0,18м) (0,77 с)2 ) = 5,7 м/с2
g2изм = (2 0,06 кг + 0,0062 кг) (0,24м) 2 / (2 0,0062 кг (0,18 м) (0,72 с)2 ) = 6,3 м/с2
g3изм = (2 0,06 кг + 0,0078 кг) (0,24м) 2 / (2 0,0078 кг (0,18 м) (0,6 с)2 ) = 7,3 м/с2
g4изм = (2 0,06 кг + 0,02 кг) (0,24) 2 / (2 0,02 кг (0,18) (0,35 с)2 ) = 9,1 м/с2
gсреднее = 7,1 м/с2.
5) Расчет погрешности:
Погрешность измерения можно найти по формуле g = ((2M+m) S2Pавн мс) / (m SРу t3 ) , где мс = 0,001с — систематическая погрешность миллисекундомера .
1= (2 0,06 кг + 0,006 кг) (0,24 м) 2 0,001 с /( 0,006 кг (0,18 м) (0,77 с)3 ) = 0,15 м/с2
2= (2 0,06 кг + 0,0062 кг) (0,24 м) 2 0,001 с / ( 0,0062 кг (0,18 м) (0,72 с)3 ) = 0,18 м/с2
3= (2 0,06 кг + 0,0078 кг) (0,24 м) 2 0,001 с / ( 0,0078 кг (0,18 м) (0,6 с)3 ) = 0,24 м/с2
3= (2 0,06 кг + 0,02 кг) (0,24 м) 2 0,001 с / ( 0,02 кг (0,18 м) (0,35 с)3 ) = 0,52 м/с2
сред= 0,27 м/с2.
Вывод :
gсреднее = 7,1 м/с2 ,
среднее= 0,27 м/с2 .
Наименьшая погрешность наблюдается в первом измерении , откуда следует, что результат в данном случае тем точнее, чем меньше разность масс грузов.
Список используемой литературы : Н.А. Черепков „Методические указания к выполнению лабораторных работ”