Упражнение 1. Определение ускорения свободного падения g с помощью оборотного маятника.

1. Подготовить установку для измерений:

а) включить установку в сеть 220 В и нажать кнопку «СЕТЬ».

При этом должна загореться лампочка фотоэлемента 5 и на индикаторах счетчиков 9 и 10 должна высвечиваться цифра ноль;

б) подвесить оборотный маятник на кронштейне 4 так, как указано на рис.2;

в) установить нижний кронштейн на уровне 43 см по шкале колонки таким образом, чтобы нижняя часть стержня маятника пересекала луч фотоэлемента 5. Если этого нет, то пригласить преподавателя или лаборанта.

2. Определить период колебаний маятника:

а) привести маятник в колебательное движение с угловой амплитудой ~ 4 ¸ 5⁰;

б) после нескольких периодов колебаний нажать на кнопку «СБРОС». При этом сбросятся показания счетчиков, и начнется отсчет времени и числа полных колебаний маятника;

в) после подсчета измерителем N - 1 колебаний нажать на кнопку «СТОП». При этом на индикаторах 9 и 10 зафиксируются время и число N полных колебаний маятника;

г) результаты измерения времени t₁ и числа N = 10 полных колебаний записать в таблицу.

Опыт повторить 2 раза, вычислить среднее время и по формуле определить период одного полного колебания маятника на первой призме 0₁.

3. Снять маятник с кронштейна, перевернуть его и подвесить на второй призме 0₂.

4. Повторить операции по пункту 2 и результаты новых измерений t₂ и T₂ занести в таблицу.

5. Определить центр тяжести маятника:

а) снять маятник с кронштейна, горизонтально положить его стержнем на острую грань специальной подставки и уравновесить, слегка придерживая рукой;

б) измерить расстояния а₁ и а₂ от точки центра тяжести маятника, находящейся над гранью, до опорных призм 0₁ и 0₂. Измерения их произвести с помощью масштабной линейки с точностью до миллиметра. Для удобства отсчета на стержне маятника через каждые 10 мм выполнены кольцевые насечки.

6. По результатам измерений, пользуясь формулой (7), вычислить величину ускорения силы тяжести g.

7. Оценить относительную погрешность результата по формуле

где в качестве погрешностей результатов прямых измерений взять приборные погрешности Δt = 0,005 с и ΔL = 10^{-3 м.}

8. Найти абсолютную погрешность результата по формуле

и записать окончательный результат

, м./c².

Сравнить полученный результат с табличным значением g_табл. = 9,8157 м/c² и дать заключение.