Лабораторная работа «Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника» (10 класс)

Цель работы: приобретение навыков исследовательской работы; измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника.

Оборудование:

- штатив с держателем;

- шарик с нитью длиной не менее 1 м.;

- пробка с прорезью в боковой поверхности;

Содержание работы

Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити. Моделью такого маятника может служить шарик, подвешенный на длинной нити.

На основании многочисленных опытов установлены законы колебания математического маятника:

- период колебаний не зависит от массы маятника и амплитуды его колебаний, если угол размаха не превышает 6;

- период колебаний математического маятника прямо пропорционален корню квадратному из длины нити и обратно пропорционален корню квадратному из ускорения свободного падения:

Из этой формулы можно найти ускорение свободного падения:

Порядок выполнения работы:

1. Поместить штатив с держателем на край стола.

2. Укрепить свободный конец нити шарика в прорези пробки и зажать пробку в держателе.

3. Измерить диаметр шарика штангенциркулем, длину нити линейкой.

4. Отклонить шарик на небольшой угол и отпустить. По секундомеру определить время t, за которое маятник совершит n полных колебаний, например 50.

5. Вычислить период полного колебания маятника:

6. Используя формулу периода колебаний математического маятника, вычислить ускорение свободного падения.

7. Опят повторить 2-3 раза, меняя длину маятника и число его полных колебаний.

8. Определить среднее значение g ср и найти относительную погрешность.

9. Результат измерений и вычислений записать в таблицу.

10. Сравнить результат опыта с табличным значением ускорения свободного падения для данной географической широты.

Примечание

В работе можно использовать свинцовый или стальной шарик диаметром 1-4,5 см.

Длину нити измерять от нижнего края пробки до шарика, длину маятника – от нижнего края пробки до центра тяжести шарика.

При измерении периода колебаний определить время как можно большего числа колебаний.

Отчётная таблица:

Длина нити lн, м

Диаметр шарика d, м

Длина маятника l, м

Число полных колебаний n

Время полных колебаний n, с

Период полного колебания T, с-1

Ускорение свободного падения g, м/с2

Среднее значение ускорения свободного падения gср, м/с2

Относительная погрешность Е, %

В данном разделе необходимо записать расчеты для каждого опыта и записать значение

Контрольные вопросы для самопроверки:

1. Вместо шарика к нити прикреплена воронка, наполненная песком. Изменится ли ускорение свободного падения, если в процессе колебаний из воронки будет высыпаться песок?

2. Можно ли пользоваться маятниковыми часами в условиях невесомости?

3. В каких положениях действующая на шарик возвращающая сила будет максимальна, а в каких - равна нулю?

4. Наибольшая скорость у шарика в момент, когда он проходит положение равновесия. Каким по модулю и направлению при этом будет ускорение шарика?

5. Будет ли считаться равноускоренным движение шарика в течение одного периода?

Литература

1. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики, М. 1967 г. Т.1, п.51.

2. Грабовский Р.И., Курс общей физики, М. 1980 г.. п.29.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. М. 1971 г.п.67.

4. Фирсов А. В. Физика для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей. Решение задач. М.: Издательский центр «Академия», 2012.- 632 с.

«Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника»

Преподаватель Виноградов А.Б.

Цель работы: приобретение навыков исследовательской работы; измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника.

- штатив с держателем;

- шарик с нитью длиной не менее 1 м.;

- пробка с прорезью в боковой поверхности;

Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити. Моделью такого маятника может служить шарик, подвешенный на длинной нити.

На основании многочисленных опытов установлены законы колебания математического маятника:

- период колебаний не зависит от массы маятника и амплитуды его колебаний, если угол размаха не превышает 6 ;

- период колебаний математического маятника прямо пропорционален корню квадратному из длины нити и обратно пропорционален корню квадратному из ускорения свободного падения:

Из этой формулы можно найти ускорение свободного падения:

Порядок выполнения работы :

1. Поместить штатив с держателем на край стола.

2. Укрепить свободный конец нити шарика в прорези пробки и зажать пробку в держателе.

3. Измерить диаметр шарика штангенциркулем, длину нити линейкой.

4. Отклонить шарик на небольшой угол и отпустить. По секундомеру определить время t, за которое маятник совершит n полных колебаний, например 50.

5. Вычислить период полного колебания маятника:

6. Используя формулу периода колебаний математического маятника, вычислить ускорение свободного падения.

7. Опят повторить 2-3 раза, меняя длину маятника и число его полных колебаний.

8. Определить среднее значение g ср и найти относительную погрешность.

9. Результат измерений и вычислений записать в таблицу.

10. Сравнить результат опыта с табличным значением ускорения свободного падения для данной географической широты.

В работе можно использовать свинцовый или стальной шарик диаметром 1-4,5 см.

Длину нити измерять от нижнего края пробки до шарика, длину маятника – от нижнего края пробки до центра тяжести шарика.

При измерении периода колебаний определить время как можно большего числа колебаний.

Длина нити lн, м

Диаметр шарика d, м

Длина маятника l, м

Число полных колебаний n

Время полных колебаний n, с

Период полного колебания T, с-1

Ускорение свободного падения g, м/с2

Среднее значение ускорения свободного падения gср, м/с2

Относительная погрешность Е, %

В данном разделе необходимо записать расчеты для каждого опыта и записать значение

Контрольные вопросы для самопроверки :

1. Вместо шарика к нити прикреплена воронка, наполненная песком. Изменится ли ускорение свободного падения, если в процессе колебаний из воронки будет высыпаться песок?

2. Можно ли пользоваться маятниковыми часами в условиях невесомости?

3. В каких положениях действующая на шарик возвращающая сила будет максимальна, а в каких - равна нулю?

4. Наибольшая скорость у шарика в момент, когда он проходит положение равновесия. Каким по модулю и направлению при этом будет ускорение шарика?

5. Будет ли считаться равноускоренным движение шарика в течение одного периода?

1. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики, М. 1967 г. Т.1, п.51.

2. Грабовский Р.И., Курс общей физики, М. 1980 г.. п.29.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. М. 1971 г.п.67.

4. Фирсов А. В. Физика для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей. Решение задач. М.: Издательский центр «Академия», 2012.- 632 с.

• подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
• по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

• Сейчас обучается 929 человек из 80 регионов

Курс повышения квалификации

• Курс добавлен 31.01.2022
• Сейчас обучается 51 человек из 30 регионов

Курс повышения квалификации

• Сейчас обучается 34 человека из 21 региона

• Для учеников 1-11 классов и дошкольников
• Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Дистанционные курсы для педагогов

5 619 989 материалов в базе

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

• ЗП до 91 000 руб.
• Гибкий график
• Удаленная работа

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

33 конкурса для учеников 1–11 классов и дошкольников от проекта «Инфоурок»

«Психологические методы развития навыков эффективного общения и чтения на английском языке у младших школьников»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

• Физика
• 10 класс
• Конспекты

• 18.01.2015
• 12013
• 9

• Физика
• Другие методич. материалы

• 18.01.2015
• 6822
• 52

• Физика
• 10 класс
• Конспекты

• 18.01.2015
• 34187
• 178

• Физика
• Другие методич. материалы

• 18.01.2015
• 913
• 4

• Физика
• 8 класс
• Презентации

• 18.01.2015
• 2529
• 9

• Физика
• 7 класс
• Конспекты

• 18.01.2015
• 1234
• 1

• Физика
• 7 класс
• Другие методич. материалы

• 18.01.2015
• 3961
• 22

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

• 18.01.2015 18501
• DOCX 87.5 кбайт
• 53 скачивания
• Рейтинг: 5 из 5
• Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Виноградов Александр Борисович. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

• На сайте: 7 лет и 1 месяц
• Подписчики: 0
• Всего просмотров: 235009
• Всего материалов: 15

40%

• Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
• Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной переподготовки и повышения квалификации педагогов

Дистанционные курсы для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Финал конкурса «Лучшая инклюзивная школа России» пройдет в октябре в Москве

Время чтения: 1 минута

Минпросвещения проведет всероссийское родительское собрание о защите детей от информационных манипуляций

Время чтения: 1 минута

ФАС проверит обоснованность роста цен на детские товары

Время чтения: 1 минута

Школьник из Забайкалья выиграл суд против оскорбившего его учителя

Время чтения: 1 минута

Правительство запустило информационный портал для россиян «Объясняем.РФ»

Время чтения: 1 минута

В России отменили экзамены по английскому языку IELTS

Время чтения: 1 минута

• Курсы «Инфоурок»
• Онлайн-занятия с репетиторами на IU.RU

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.