|
|
ВИЗНАЧЕННЯ ПРИСКОРЕННЯ ВІЛЬНОГО ПАДІННЯ ЗА ДОПОМОГОЮ УНІВЕРСАЛЬНОГО МАЯТНИКАПроробити теоретичне введення «КОЛИВАЛЬНИЙ РУХ» стор.81-85 Мета роботи: визначення прискорення вільного падіння в даній точці Землі. Теорія методу Прискоренням вільного падіння Прискоренням вільного падіння є прискорення, яке набувають тіла, на які діють тільки сили тяжіння. Сила тяжіння тіланазивається сила
На будь яке тіло, розташоване поблизу Землі дії сила тяжіння
(
де центра площини перерізу, яка перпендикулярна осі обертання Землі і залежить від географічної широти місцевості.
Рис.1 Підставляючи (2) і (3) в (1) і враховуючи, що
Прискорення вільного падіння тіл
Залежність прискорення вільного падіння від географічної широти місцевості Якщо знехтувати добовим обертанням Землі навколо своєї осі, то сила тяжіння дорівнює силі, яка визначається за законом всесвітнього тяжіння:
Якби Земля була ідеальною кулею, а речовина усередині земної кулі розподілена сферично симетрично, то вектор
З формули видно, що Друга причина цієї залежності зв’язана з відцентровою силою інерції, яка залежить від географічної широти місцевості (рис.1). Прискорення вільного падіння міняється з широтою в межах від Порядок виконання роботи Вправа 1. Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника. Дослід виконується за допомогою приладу, який наведено на рис.2.
Рис. 2 На оснащеній ніжками 1 підставці 2 маятника крутильних коливань закріплений електронний секундомір 3 і стійка 4, на якій установлені два кронштейни 5. До верхнього кронштейна підвішений через нитку математичний маятник 6. На нижньому кронштейні міститься фотоелектричний датчик 7, який підраховує коливання фізичного маятника 8. Опорою для фізичного маятника 8 є верхній кронштейн 5. На маятнику 8 у будь-якому положенні гвинтами фіксуються вантажі 9, 11 і опорні призми 10, 13, положення яких відносно фізичного маятника, а також довжина нитки математичного маятника контролюються за допомогою шкали 12, що нанесена на стійку 4. 1) Повернути верхній кронштейн 5 до лицьової панелі математичним маятником. 2) За допомогою ворота установити задану довжину математичного маятника 6. При цьому риска на кульці повинна збігатися з рискою на корпусі фотоелемента. 3) Відхилити кульку від положення рівноваги на невеликий кут (близько 10) і відпустити. 4) Натиснути кнопку "Сброс". 5) Після 9 коливань натиснути кнопку "Стоп". 6) Записати показання лічильника часу 7) Повторити виміри ще два рази, починаючи від пункту 3. Із серії трьох вимірів обчислити 8) Визначити по шкалі на колоні довжину маятника 9) Підставити значення
10) Порівняти отримане Вправа 2. Визначення прискорення вільного падіння за допомогою фізичного маятника. 1) Повернути верхній кронштейн 5 на 180° (фізичним маятником до лицьової панелі). 2) Фізичний маятник являє собою стержень. Виміряти довжину стержня 3) Закріпить маятник на вкладиші верхнього кронштейна, розташованому в кінці стержня. 4) Відрегулювати положення фотоелемента (стержень при коливанні повинен перетинати світловий промінь). 5) Відхилити маятник на невеликий кут ( 6-7) Пункти 6, 7 виконується так само, як і у вправі 1. Значення Таблиця 1 Таблиця 2
8) Підставивши значення 9) Порівняти отримане значення прискорення сили тяжіння з його значенням
Контрольні питання: 1. Які коливання називаються гармонічними? Напишіть рівняння і закон гармонічних коливань. Під дією яких сил виникають гармонічні коливання? 2. Що називається зміщенням, амплітудою, періодом, частотою, циклічною частотою і фазою коливань? 3. Що називається фізичним маятником? 4. Що називається математичним маятником? Яку систему практично можна вважати математичним маятником? 5. Виведіть формулу для прискорення вільного падіння, що визначається методом фізичного маятника. 6. Що таке сила тяжіння? відцентрова сила інерції? 7. Що називається прискоренням вільного падіння? Як пояснити те, що воно неоднакове у різних точках Землі?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА М12 (№ 108)   Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
, яка прикладена до тіла і дорівнює векторній сумі сили всесвітнього тяжіння тіла до Землі і відцентрової сили інерції (рис.1), що зумовлена добовим обертанням Землі:
, (1)
, яка визначається за законом всесвітнього тяжіння Ньютона:
(2)
- гравітаційна стала, 
- маса Землі, 
- радіус Землі, 
- маса тіла). Відцентрова сила інерції дорівнює:
(3)
- кутова швидкість добового обертання Землі, 
- відстань від тіла до земної осі, 
- географічна широта місцевості. 
спрямована по радіусі від
отримаємо:
, що спостерігається відносно землі, зумовлено дією сил 
і 
був би спрямований точно до центра Землі і модуль його дорівнював:
не залежить від маси падаючого тіла 
на екваторі до 
на географічних полюсах. Значення 
прийняте в якості стандартного значення. Для визначення прискорення вільного падіння можна використовувати характеристики коливань фізичного і математичного маятників.
і лічильника кількості коливань 
у таблицю 1. За формулою 
обчислити період коливань математичного маятника.
.
і записати її в таблицю 1.
з його стандартним значенням: 
.
по мітках на ньому, записати її у таблицю 2.
) від положення рівноваги і відпустити. Натиснути клавішу "скидання".
внести в таблицю 2.
,с
,с
,с
і 