Масса шарика 50 1. Определяем массу шарика на весах с точностью до 1 г.
2. Нить продеваем сквозь отверстие в пробке и зажимаем пробку в лапке штатива (смотри рис. в).
3. Вычерчиваем на листе бумаги окружность, радиус которой около 20 см. Измеряем радиус с точностью до 1 см.
4. Штатив с маятником располагаем так, чтобы продолжение нити проходило через центр окружности.
5. Взяв нить пальцами у точки подвеса, вращаем маятник так, чтобы шарик описывал такую же окружность, как и начерченная на бумаге.
6. Отсчитываем время, за которое маятник совершает заданное число оборотов (к примеру, N = 50).
7. Определяем высоту конического маятника. Для этого измеряем расстояние по вертикали от центра шарика до точки подвеса (считаем h ~ l).
8. Находим модуль центростремительного ускорения по формулам:
an = 4π2R/T2 и an = gR/h
9. Оттягиваем горизонтально расположенным динамометром шарик на расстояние, равное радиусу окружности, и измеряем модуль составляющей F1. Затем вычисляем ускорение по формуле аn = F1/m.
10. Результаты измерений заносим в таблицу.
№ опыта R N Δt T = Δt/N h m an = 4π2R/T2 an = gR/h an = F1/m
1. Мы начинаем с определения массы шарика на весах с точностью до 1 грамма. Это означает, что мы используем весы, которые могут показывать массу с точностью до 1 грамма.
2. Далее, мы берем нить и продеваем ее через отверстие в пробке, затем зажимаем пробку в лапке штатива. При этом нить должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать вес шарика.
3. На листе бумаги мы рисуем окружность с радиусом около 20 см. Измеряем радиус окружности с точностью до 1 см.
4. Штатив с маятником располагаем так, чтобы продолжение нити проходило через центр окружности, которую мы нарисовали на бумаге.
5. Берем нить пальцами у точки подвеса и начинаем вращать маятник так, чтобы шарик описывал окружность с таким же радиусом, как и нарисованная на бумаге. Здесь важно сохранить постоянную скорость вращения маятника.
6. Засекаем время, за которое маятник совершает заданное число оборотов (например, N = 50). Можно использовать секундомер или другое устройство для измерения времени.
7. Теперь мы определяем высоту конического маятника. Для этого измеряем расстояние по вертикали от центра шарика до точки подвеса. Здесь мы принимаем примерное значение высоты, пропорциональное длине нити.
8. Переходим к вычислению модуля центростремительного ускорения по формулам:
- an = (4π^2 * R) / (T^2),
- an = (g * R) / h.
Здесь R - радиус окружности, T - время, за которое маятник совершает обороты, g - ускорение свободного падения, h - высота конического маятника.
9. Натягиваем горизонтально расположенным динамометром шарик на расстояние, равное радиусу окружности, и измеряем модуль составляющей F1. Затем вычисляем ускорение по формуле an = F1 / m, где m - масса шарика.
10. Результаты всех измерений и вычислений заносим в таблицу.
Таким образом, выполняя все описанные шаги, мы сможем определить массу шарика с точностью до 1 грамма и получить значения ускорения с точностью, которая зависит от точности измерений радиуса, времени и высоты маятника.