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