WYZNACZANIE PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA POMOCĄ WAHADŁA REWERSYJNEGO

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "WYZNACZANIE PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA POMOCĄ WAHADŁA REWERSYJNEGO"

Aneta Stankiewicz
7 lat temu
Przeglądów:

1 WYZNACZANIE PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA POMOCĄ WAHADŁA REWERSYJNEGO I. Zagadnienia 1. Zasady dynamiki da ruchu obrotowego.. Moment bezwładności bryły sztywnej, prawo Steinera. 3. Wahadło fizyczne. Wyprowadzenie wzoru na okres drgań. 4. Przyspieszenie ziemskie, zaeż ność g od odegłości danego punktu od powierzchni Ziemi, zaeż ność g od położ enia danego punktu na powierzchni Ziemi. II. Literatura 1. A. Piekara, Mechanika ogóna.. R. Resnick, D. Haiday, Fizyka cz A. Zawadzki, H. Hofmok, Laboratorium fizyczne. 4.. Dryński, Ć wiczenia aboratoryjne z fizyki. III. Wykonanie ćwiczenia UWAGA: Metaowy krą ż ek (soczewka) umieszczona w pobiż u końca prę ta jest soczewką nieruchomą. NIE PRZESUWAĆ SOCZEWKI NIERUCHOMEJ ANI OSRZY! 1. Zmierzyć odegłoś ć mię dzy ostrzami.. Zawiesić wahadło w ten sposób, aby soczewka nieruchoma znajdowała się u góry zawieszenie I. 3. Umieś cić wahadło rewersyjne nad czujnikiem fotoeektrycznym w taki sposób, aby prę t wahadła przecinał strumień ś wiatła padają cego na fotokomórkę. 4. Zamocować ruchomą soczewkę w takim położ eniu, aby jej ś rodek znajdował się w odegłoś ci d = 14 cm od górnego ostrza. 5. Wychyić wahadło o od położ enia równowagi, nacisną ć przycisk ZER. 6. Po naiczeniu przez miernik 0 okresów nacisną ć kawisz SOP. Obiczyć okres wahań I1. 7. Odwrócić wahadło o (zawieszenie II), zmierzyć czas 0 wahnię ć, obiczyć okres II1. 8. Przesuną ć ruchomą soczewkę o cm (oddaają c ją od soczewki nieruchomej), zmierzyć czas 0 wahnię ć, obiczyć II. 9. Odwrócić wahadło i wyznaczyć I. 10. Postę pują c podobnie wyznaczyć okres drgań I i II da daszych położ eń d soczewki ruchomej tj. 18, 0, 4, 6, 8, 30 cm. 11. Korzystają c z uzyskanych wyników wykreś ić na papierze miimetrowym (przynieś ć na ć wiczenia) krzywe zaeż noś ci okresów I i II od położ eń soczewki ruchomej d. 1. UWAGA! Oś Y, na której odkładamy wartoś ci I i II maksymanie rozcią gną ć! 13. Odczytać z wykresu te położ enia d soczewki ruchomej, da których I = II. 14. Ustawić soczewkę ruchomą w jednym z tych położ eń, zmierzyć czas trwania 10 wahnię ć da zawieszenia I i II, a w przypadku gdy obiczone okresy i i II nie są sobie równe przesuwać nieznacznie soczewkę ruchomą w jedna ub druga stronę, aż do znaezienia położ enia, da którego I = II. 15. Podobnie znaeź ć drugie położ enie, da którego I = II. 16. Obiczyć przyspieszenie ziemskie: 4π g = gdzie wartoś ć okresu odczytana z wykresu (po sprawdzeniu) jednakowa da obu zawieszeń = I = II. -1-

2 WYZNACZANIE PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA POMOCĄ WAHADŁA MAEMAYCZNEGO 1. Wspornik dony wraz z czujnikiem fotoeektrycznym ustawić w donej czę ś ci koumny zwracają c uwagę na to, aby górna krawę dź wspornika wskazywała na skai przyrzą du długoś ć nie mniejszą niż 50 cm. Dokrę cić pokrę tło unieruchamiają c czujnik fotoeektryczny w wybranym położ eniu.. Obracają c wspornikiem górnym umieś cić nad czujnikiem wahadło matematyczne. 3. Krę cą c pokrę tłem na wsporniku górnym ustaić długoś ć wahadła matematycznego. Zwrócić uwagę na to, by ryska na kuce była przedłuż eniem ryski na korpusie czujnika fotoeektrycznego. 4. Wprowadzić wahadło matematyczne w ruch odchyają c kukę o od położ enia spoczynkowego. 5. Nacisną ć przycisk ZER. 6. Po naiczeniu przez miernik 0 okresów nacisną ć kawisz SOP. 7. Wyznaczyć okres wahadła matematycznego. 8. Na skai przyrzą du odczytać długoś ć wahadła. 4π 9. Ze wzoru g = obiczyć przyspieszenie ziemskie g. 10. Wykorzystują c wahadło matematyczne pokazać, ż e w położ eniu, da którego I = II odegłoś ć mię dzy ostrzami jest długoś cią zredukowaną wahadła fizycznego. --

3 OPIS PRZYRZADU POMIAROWEGO Widok ogóny wahadła uniwersanego FPM-04 pokazano na rys.1. Podstawa (1) wyposaż ona jest w reguowane nóż ki () umoż iwiają ce wypoziomowanie przyrzą du. W podstawie osadzona jest koumna (3) na której zamocowano wspornik górny (4) i wspornik dony (5) z czujnikiem fotoeektrycznym (6). Po pouzowaniu pokrę tła (11) wspornik górny posiada moż iwoś ć obrotu wokół koumny. Dokrę cenie pokrę tła (11) unieruchamia wspornik w dowonym, wybranym położ eniu. Z jednej strony wspornika (4) umieszczono wahadło matematyczne (7), z drugiej na wmontowanych panewkach wahadło rewersyjne (8). Długoś ć wahadła matematycznego moż na reguować przy pomocy pokrę tła (9), a jej wiekoś ć ustaić wykorzystują c skaę naniesioną na koumnie (3). Wahadło rewersyjne wykonane jako staowy prę t, na którym osadzono dwa zwrócone ku sobie ostrzami noż e i dwa krą ż ki (soczewki). Na prę cie zostały co 10 mm wykonane pierś cieniowe nacię cia służ ą ce do dokładnego ustaenia długoś ci wahadła rewersyjnego (odegłoś ć mię dzy noż ami). Noż e i krą ż ki moż na przemieszczać wzdłuż osi prę ta i unieruchamiać w dowonym położ eniu. Eementy te zostały wykonane tak, ż e ich wymiar wzdłuż prę ta jest krotnoś cią 10 mm, a pokrę tła mocują ce umieszczono tak, by korzystają c z pierś cieniowych nacię ć moż na je było w sposób trwały zabokować. Wspornik dony wraz z czujnikiem fotoeektrycznym moż na przemieszczać wzdłuż koumny i unieruchamiać w dowonie wybranym położ eniu. Czujnik fotoeektryczny połą czony jest z przykrę conym do podstawy miisekundomierzem uniwersanym (10). Na płycie czołowej miisekundomierza uniwersanego umieszczono nastę pują ce eementy manipuacyjne: W1 (SIEĆ ) wyłą cznik sieci. Wciś nię cie kawisza powoduje włą czenie napię cia zasiają cego. Wizuanie powoduje ś wiecenie wskaź ników cyfrowych oraz ś wiecenie ż aróweczki czujnika fotoeektrycznego. W (ZER) zerowanie miernika. Przyciś nię cie kawisza powoduje wyzerowanie układów miisekundomierza FPM-14 oraz wygenerowanie sygnału zezwoenia na pomiar. W4 (SOP) zakończenie pomiaru. Przyciś nię cie kawisza powoduje wygenerowanie sygnału zezwoenia na zakończenie procesu iczenia. Na płycie tynej miisekundomierza umieszczono: ZL-1 gniazdo wejś ciowe służ ą ce do podłą czenia współpracują cego czujnika fotoeektrycznego. ZL- zacisk uziemiają cy. PRZYGOOWANIE DO POMIARÓW Aby przygotować przyrzą d do pracy naeż y: sprawdzić czy przyrzą d jest uziemiony, sprawdzić czy czujnik fotoeektryczny jest podłą czony do gniazda wejś ciowego miisekundomierza, skontroować wypoziomowanie przyrzą du, włą czyć sznur sieciowy miernika do sieci zasiają cej, wcisną ć przełą cznik SIEĆ, kontroują c czy zaś wieciła się ż aróweczka czujnika fotoeektrycznego. Przyrzą d jest gotowy do pracy bezpoś rednio po włą czeniu napię cia sieciowego i nie wymaga czasu nagrzania. -3-

4 -4-

5 Imię i nazwisko abee pomiarowe Wahadło rewersyjne d 0 I 0 II I II d 10 I 10 II I II 0,14 0,16 0,18 0,0 0, 0,4 0,6 0,8 0,30 Wahadło matematyczne 0,4 0-5-

Podobne dokumenty

Opis ćwiczenia. Cel ćwiczenia Poznanie budowy i zrozumienie istoty pomiaru przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Henry ego Katera.

Opis ćwiczenia. Cel ćwiczenia Poznanie budowy i zrozumienie istoty pomiaru przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Henry ego Katera. ĆWICZENIE WYZNACZANIE PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA POMOCĄ WAHADŁA REWERSYJNEGO Opis ćwiczenia Cel ćwiczenia Poznanie budowy i zrozumienie istoty pomiaru przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego