Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки.

Общий вид универсального маятника представлен на рисунке 3.4.

На основании 1 закреплена колонка 2, на которой зафиксирован верхний кронштейн 3 и нижний кронштейн 4 с фотоэлектрическим датчиком 5.

После отвинчивания воротка 9 верхний кронштейн можно поворачивать вокруг колонки.

С одной стороны кронштейна 3 находится математический маятник 6, с другой на вмонтированных вкладышах – оборотный маятник 7.

Длину математического маятника можно регулировать при помощи воротка 8, а ее величину можно определить при помощи шкалы на колонке 2.

Оборотный маятник выполнен в виде стального стержня, на котором фиксированы два повернутые друг к другу лезвиями ножа и два подвижных груза.

Нижний кронштейн вместе с фотоэлектрическим датчиком можно перемещать вдоль колонки и фиксировать в произвольно выбранном положении.

Порядок выполнения работы

Определение ускорения свободного падения при помощи математического маятника

1. Нижний кронштейн вместе с фотоэлектрическим датчиком установить в нижней части колонки, обращая внимание на то, чтобы верхняя грань кронштейна показывала на шкале длину не менее 50 см. Затянуть вороток, фиксируя фотоэлектрический датчик в выбранном положении.

2. Поворачивая верхний кронштейн, поместить над датчиком математический маятник, установив предварительно его длину.

3. Включить миллисекундомер нажатием кнопки «СЕТЬ».

4. Вывести математический маятник из положения равновесия на 4-6°, отпустить его и нажать на кнопку «СБРОС».

5. После подсчета 10-20 колебаний нажать клавишу «СТОП». Записать время t и количество колебаний n.

6. По шкале прибора определить длину l маятника.

7. Повторить измерения для 5-7 различных длин маятника, для каждой фиксированной длины измерения провести по 3 раза.

8. Полученные данные занести в соответствующее количество (5-7) таблиц, аналогичных таблице 3..1

Таблица 3.1 – Длина маятника l = ________ (м)

N – число колебаний	t,(с)	T = t/N, (c)	, (c ^2)

Определение ускорения свободного падения при помощи оборотного маятника

1. Повернуть верхний кронштейн на 180°.

2. Зафиксировать подвижные грузы на стержне согласно рисунку 3.3. несимметрично, таким образом, чтобы один из них находился вблизи конца стержня, а другой – вблизи его середины.

3. Закрепить маятник на верхнем кронштейне на ноже, находящемся вблизи конца стержня.

4. Нижний кронштейн вместе с фотоэлектрическим датчиком переместить таким образом, чтобы стержень маятника пересекал оптическую ось.

5. Определить время t 10-20 полных колебаний оборотного маятника и определить период .

6. Снять маятник и закрепить его на втором ноже. Проделать аналогичные измерения и определить период .

7. Сравнить Т (l ₂) с величиной Т (l ₁).

8. Если , то второй нож переместить в направлении груза, находящегося в конце стержня, а если - то в направлении середины стержня.

9. Повторно измерить периоды Т (l ₁) и T (l ₂) и сравнить их между собой.

10. Изменить положение второго ножа до момента получения равенства с точностью до 0,5%, т.е. до выполнения неравенства

или .

Полученное значение периода называется периодом оборотного маятника.

11. Определить условную длину (l ₁+ l ₂) оборотного маятника, которая понимается как расстояние между ножами, подсчитывая количество меток на стержне между ножами, которые нанесены через каждые 10 мм.

12. Полученные результаты занести в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 (l ₁+ l ₂) = _______ (м)

№ опыта
n 1
t 1
T 1 =t 1 / n 1
n 2
t 2
T 2 =t 2 /n 2
/T 2
gi

При совпадении Т ₁и Т ₂с точностью до 0,5–1,0% можно считать, что Т ₁ =Т ₂ =Т и принять эту величину за период колебаний оборотного маятника.