Определение ускорения силы тяжести при свободном падении - файл n1.doc

приобрести
Определение ускорения силы тяжести при свободном падении
скачать (32.2 kb.)
Доступные файлы (1):

n1.doc

133kb.

02.01.2006 15:47

скачать

---

Смотрите также:
• Определение центра тяжести плоской фигуры (Документ)
• Определение значения ускорения силы земного притяжения (Документ)
• Свободным падением тел называют движение, которое совершается под действием только силы тяжести. Сила тяжести (Документ)
• Свободным падением тел называют движение, которое совершается под действием только силы тяжести. Сила тяжести (Документ)
• Изучение движения тела по окружности под действием сил упругости и тяжести (Документ)
• Лабораторная работа №17 определение ускорения свободного падения (Документ)
• Лабораторная работа №7 Теплоотдача горизонтальной трубы при свободном движении воздуха Группа: тф-07-18 (Документ)
• Определение ускорения свободного падения при помощи оборотного маятника (Документ)
• Цель работы: найти жесткость пружины из измерений удлинения пружины при различных значениях силы тяжести (Документ)
• Чему равна мощность двигателя подъемного крана, поднимающего равномерно со скоростью ,1 м/с груз массой тонны при общем кпд установки 40 %? Ускорение силы тяжести 1 (Документ)
• Плавучесть судна (Документ)
• Расход в электрофильтрах (Документ)

n1.doc

Лабораторная работа №12
по курсу общей физики.

Определение ускорения силы тяжести при свободном падении.

1Цель работы.

Определение силы тяжести при свободном падении тела.

2Приборы и принадлежности.

• 
  Рейка длиной 2.2 м с электромагнитом.
  
• 
  Электросекундомер.
  
• 
  Металлический шарик.
  

3Теория метода.

Ускорение – векторная величина, характеризующая быстроту изменения вектора скорости точки по численному значению и направлению. Вектор ускорения равен первой производной от вектора скорости по времени :



он направлен в сторону вогнутости траектории и лежит в соприкасающейся плоскости. Ускорение свободного падения (ускорение силы тяжести) – ускорение, сообщаемое свободной материальной точке силой тяжести.

При изучении движения относительно земной поверхности нужно иметь ввиду, что система отсчета, связанная с Землей неинерциальна (Земля вращается вокруг своей оси и движется по орбите вокруг Солнца). Центростремительное ускорение, соответствующее движению Земли по орбите (годичное вращение), гораздо меньше, чем центростремительное ускорение, связанное с суточным вращением Земли. Можно считать, что система отсчета, связанная с Землей, вращается относительно инерциальных систем с постоянной угловой скоростью



Любая точка А поверхности Земли, лежащая на географической широте , движется по кругу радиуса



(



A

R₃ – радиус Земли, рассматриваемой в первом приближении в виде шара) с угловой скоростью . Следовательно, сумма сил, действующих на такую точку, равна


r
(1)

F




R₃

0





_in направлена перпендикулярно к земной оси и называется центробежной силой инерции. Центробежные силы, как и все силы инерции, существуют лишь в ускоренно движущихся системах отсчета и исчезают при переходе к инерциальным системам отсчета. Наблюдаемое относительно Земли ускорение свободного падения тел обусловлено действием двух сил:, с которой тело притягивается Землей (сила гравитационного притяжения Земли), и .

Результирующая этих двух сил и есть сила тяжести :

(2)

Отличие силы тяжести от силы притяжения невелико, так как центробежная сила инерции значительно меньше, чем гравитационное притяжение. Так, для тела массы 1 кг :

, в то время как Fg  9,8H.

Угол можно оценить, воспользовавшись теоремой синусов:



Воспользовавшись уравнением (2) и пренебрегая влиянием суточного вращения Земли, получаем:

(3)

где R₃ – радиус поверхности Земли.

Из (3) следует, что

1. 
   Ускорение свободного падения не зависит от массы и других характеристик тела..
   
2. 
   При удалении от Земли ускорение свободного падения изменяется по закону:
   

где g и g₀ – ускорения тела при его свободном падении соответственно на высоте и у поверхности Земли.

Вблизи поверхности Земли h << R₃ и



т.е. с подъемом на 1 км ускорение силы тяжести уменьшается приблизительно на 0,03%.

Измерить ускорение свободного падения можно измерить наблюдением свободного падения тел, при котором путь h, пройденный телом за время t, связан с g соотношением:



отсюда



Воспользовавшись следующими формулами можно рассчитать абсолютную (g_ср) и относительную () погрешости

4Результаты измерений.

Измере­ние	h, м	t, c	t2, с2	t2ср, с2	g, m/c2	gср, m/c2	g, m/c2	g ср, m/c2	, %	gист, m/c2
1	1	0,45	0,203	0,206	9,877	9,558	0,330	0,251	2,624	9,558 0,251
2		0,45	0,203		9,877		0,330
3		0,46	0,212		9,452		0,094
4	1,2	0,48	0,230	0,250	10,417		0,870
5		0,50	0,250		9,600		0,054
6		0,51	0,260		9,227		0,319
7		0,51	0,260		9,227		0,319
8	1,5	0,56	0,314	0,321	9,566		0,020
9		0,57	0,325		9,234		0,313
10		0,57	0,325		9,234		0,313
11	1,7	0,59	0,348	0,357	9,767		0,058
12		0,60	0,360		9,444		0,102
13		0,60	0,360		9,444		0,102
14		0,60	0,360		9,444		0,102

5Вывод.

В данном опыте установлено, что ускорение свободного падения, из показаний 14 измерений, равно 9,5580,251(м/с²).

---