Измерение ускорения свободного падения

Измерение ускорения свободного падения

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Физический факультет

Кафедра общей физики.

Крайнов Александр Владимирович

ОТЧЕТ

о лабораторной работе

«Измерение ускорения свободного падения»

Измерительный практикум. 1 курс. Группа 7331

Преподаватель измерительного

практикума

__________________А. М. Оришич

«_25_»_ноября_1997 г.

Преподаватель компьютерного

практикума

__________________ В.Г. Казаков

«_25_»_ноября__1997 г.

Новосибирск. 1997 г.

Аннотация

Производились измерения ускорения свободного падения путем бросания

маленького магнита через 3 соленоида. Когда магнит пролетает через

катушки создается ЕДС индукции ,что фиксируется прибором

(цифровым осциллографом),так же фиксируется время когда магнит залетает

в катушку и время , когда

магнит вылетает из нее . Таким образом , зная расстояния между

катушками ,можно определить ускорение свободного падения (далее

называется « G» )

1 Введение

Цель : 1) Ознакомиться с устройством цифрового осциллографа и

приобретение навыков работы с таким прибором.

2) Измерение ускорения свободного падения.

3) Анализ ошибок.

2 Описание эксперимента

Когда выключатель включен, то поле в катушке удерживает магнит от

падения. Когда размыкаешь цепь, то поле исчезает, то под действием силы

тяжести магнит начинает падать с ускорением g . А в это время

осциллограф переходит в другой режим работы, а именно он запоминает

график зависимости напряжения от времени.

1 Методика измерений

В качестве рабочего тела намагниченный металлический стержень в качестве

датчиков напряжения - катушки. При падении магнит проходит через

катушки , в которых наводится ЭДС ( закон Фарадея). Измерив

расстояние между катушками и время между импульсами , из известных

формул движения тела в поле тяжести , можно вычислить G.

2 Описание установки

Для измерения временных интервалов в данной работе применяется цифровой

осциллограф. После визуализации электрических импульсов с датчиков на

дисплее осциллографа с помощью маркера и цифрового табло удобно произвести

измерения времени между импульсами.

В осциллографе С9-10 имеются два маркера , которые перемешаются по

экрану , управляющие переключателя , расположенные под матричным

экраном .

3 Результаты измерений

Был проведен ряд измерений ( N=30 ) и при каждом получено свое

значение G и на основании результатов был построен график

зависимости G(N) .

[pic]

3 Анализ результатов измерений

1 Обработка результатов

Воспользовавшись формулой [pic] мы без труда , зная

значения [pic] ,[pic] и [pic] можем посчитать значение G .

2 Оценка погрешностей

Можем мы также посчитать – среднее квадратичное отклонение б , для

этого воспользуемся следующей формулой [pic] ,где [pic] есть

среднее арифметическое из всех значений G (в данной [pic] и i

пробегает значения от 0 до 30 ). [pic]=9.438891

Проведя все арифметические операции получим б=0.631007

Вычислим также погрешность S=[pic][pic]0.12 . тогда наше

G=9.4388[pic] 0.12

4 Обсуждение полученных результатов

После долгих мучений мы получили наше любимое G с учетом

всех погрешностей УРА !!! Но наш результат немного отличается от

всем известного G=9.81 здесь сказывается целый ряд факторов

,например: неточность прибора , отсутствие опыта у экспериментатора (

и так далее. Но в целом работа удалась!!!

5 Выводы и заключение

В результате проделанной работы мы научились работать с цифровым

осциллографом С9-10 и с его помощью определили свое значение

G=9.4388[pic]0.12 , даже похожее на правду ( !!

6 Литература

1: А.С. Золкин. Что надо знать при написании курсовой работы

(Методические рекомендации для студентов ). Сибирский физический

журнал , 1995 , номер 4 , стр.65-71

2: Б.А. Князев. В.С. Черкасский. Начало обработки экспериментальных

данных .

Новосибирск : НГУ ,1993 , 35 с.

3: Х.-И. Кунце. Методы физических измерений . М .: Мир. , 1989

, 213 с.

4: Лабораторные занятия по физике (для МФТИ)! под ред. Л. Л.

Гольдина . М., Наука., 1983, 703 с.

-----------------------

ЗАПУСК

ВХОД Y

t1

t2

t3

12 В

+

-

Соленоид

s

s

Намагниченный

стержень

удерживать

запуск

катушки

V1 t1

V2 t2

V3 t3