I MDB                                                                                                2005-04-29

BANAK MARCIN

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 1.x

Temat: WYZNACZANIE PRZYŚPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA                    

                   POMOCĄ WAHADŁA REWERSYJNEGO.

Zagadnienia teoretyczne.

Newtonowskie prawo powszechnego ciążenia stwierdza, że wszelkie ciała oddziaływują ze sobą wzajemnie siłą przyciągania skierowaną  wzdłuż prostej łączącej środki mas obu ciał i mającą wartość:

   F= g ×       ,gdzie: M1 , M2 – masy  oddziaływujących ciał

                                              R – odległość między środkami mas

-          stała grawitacyjna

                                                      g  = 6,67×10

      Ciężar to siła, która nadaje ciałom przyśpieszenie ziemskie:         

                                                                 Q = m* g

          Gdzie: Q – ciężar ciała

                      m – masa ciała

                       g  – wektor przyśpieszenia ziemskiego

                       g » 9,81

Ruch drgający harmoniczny prosty to ruch, w którym następuje okresowa zmienność     określonej wielkości fizycznej np. przemieszczenia x.

F = - k × x       gdzie: k – współczynnik proporcjonalności

m= - k × x

+ × x = 0

x = A cos (w t + g )            w – część koła

w =

w =

x = A cos [ w ( t + ) + d ] = A cos (w t + 2p + d ) = A cos (w t + d )

T = = 2p                             T – okres drgań

Wahadło matematyczne jest to wyidealizowane ciało o punktowej masie zawieszone na cienkiej, nierozciągliwej i nieważkiej nici.

l – długość nici

N – naprężenie

g - kąt odchylenia nici od pionu

Wahadło fizyczne  jest to dowolne ciało sztywne mogące obracać się w poziomej osi nie przechodzącej przez środek jego masy. Zgodnie z okresem drgań wahadła fizycznego dla małych wychyleń można obliczyć według wzoru:

a – odległość punktu A od środka masy     

b – odległość punktu B od środka masy

C – środek ciężkości

Jeśli oś obrotu przechodzi przez punkt A to okres drgań wahadła fizycznego względem tego punkt ma wzór:  TA = 2p       gdzie:     IA  -  moment bezwładności

IA =  I0  + ma            gdzie:       I  - moment bezwładności względem osi

                                                        przechodzącej przez środek masy

TA  = 2p

TB  = 2p

TA = TB

2p = 2p

I0 (a - b) = mab (a - b)             gdy   a ¹ b       I 0 = mab

TA = TB = 2p                l zr = a + b        mamy zatem :  TA = TB = 2p

Wyznaczając ten okres drgań i mierząc odległość między ostrzami O1 i O2 równą odległości zredukowanej wahadła rewersyjnego l  możemy obliczyć przyśpieszenie ziemskie ze wzoru:

                                        g =

Przebieg ćwiczenia.

·         Wyznaczamy odległość między ostrzami  = l

·         Zawieszamy wahadło na ostrzu O1 i ustawiamy masę m2 w punkcie A

·         Przesuwając masę m od A do B co 5 cm. mierzymy dla kolejnych jej położeń  li  okresy drgań Ti . W tym celu mierzymy czas  t i  , np. n =10  wahnięć i obliczamy czas jednego wahnięcia ze wzoru:

                              Ti =

     Wyniki zamieszczamy w tabelce.

·         Zawieszamy wahadło na ostrzu O2 i przesuwając masę m2  od B do A  i powtarzamy czynności jak w poprzednim punkcie

TABELA