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