Лабораторная работа № 2

Измерение ускорения свободного падения

Цель: измерить ускорение свободного падения с помощью прибора для изучения движения тел.

Оборудование: направляющая рейка (плоскость), каретка, электронный секундомер с датчиками,

пластиковый коврик, штатив с перекладиной.

Тренировочные задания и вопросы:

Свободным падением называется… Свободное падение по своему характеру является… Ускорение свободного падения g = … Все ли тела падают с одинаковым ускорением? Почему?... Почему в комнате дробинка долетает быстрее пушинки, если они падают с одной высоты?... Сколько времени тело будет падать с высоты h = 11,25 м?

Содержание работы

Ускорение свободного падения можно определить, измерив путь и время движения из состояния покоя.

Для точного измерения времени падения используется электронный секундомер 4 с магнитными датчиками 3. Запуск и остановка электронного секундомера могут осуществляться либо нажатием «Пуск/Стоп», либо с помощью магнитоуправляемых контактов герконов в выносных датчиках 3. Геркон (герметический контакт) состоит из двух близко расположенных упругих металлических контактов, которые при внесении в магнитное поле или при приближении намагничиваются и притягиваются друг к другу. В результате замыкается участок электрической цепи, соединённый с выводами геркона. Схема электронного секундомера устроена так, что при первом замыкании электрических контактов на его входе происходит запуск секундомера, при следующем замыкании секундомер останавливается. Управление герконами осуществляется небольшим постоянным магнитом, укрепленным в середине внешней боковой стороны каретки 2.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Ход работы

1.  Установите направляющую плоскость почти вертикально для уменьшения влияния силы трения.

2.  С помощью магнитных держателей прикрепите датчики к направляющей плоскости, один у её верхнего края, другой у нижнего края

3.  Нажатием на кнопку «Сброс» установите нуль на шкале электронного секундомера, Проверьте работоспособность секундомера поочерёдным поднесением магнита каретки сначала к первому датчику, затем ко второму датчику. Секундомер должен начать измерение времени при поднесении магнита к верхнему датчику и завершить измерение поднесении магнита к нижнему датчику. Цифры на шкале до точки показывают секунды, цифры после точки – десятые и сотые доли секунды.

4.  Измерьте расстояние S между датчиками. Отпустите каретку и измерьте время t ее свободного падения. Повторите измерения 5 раз.

5.  Вычислите ускорение свободного падения:

6.  Найдите среднее арифметическое значение ускорения свободного падения (gср).


№

S, м

t, с

g,
м/с 2

gср, м/с 2

1

2

3

4

5

7.  Определите отклонение полученного вами значения g от действительного значения, равного
9,8 м/с2 (т. е. найдите разность между ними). Вычислите, какую часть (в процентах) составляет эта разность от действительного значения g. Это отношение называется относительной погрешностью ε. Чем меньше относительная погрешность, тем выше точность измерений.