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]=9.438 891 Проведя все арифметические операции получим б=0.631 007 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.