Измерение ускорения свободного падения

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 »    )

Цель : 1) Ознакомиться   с устройством   цифрового    осциллографа   и   приобретение   навыков   работы   с таким   прибором

2)   Измерение ускорения   свободного падения

  3) Анализ ошибок

  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

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 .     

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

Был    проведен    ряд    измерений   ( N =30 )   и   при   каждом   получено   свое   значение   G   и   на основании   результатов    был   построен    график   зависимости   G ( N )

Воспользовавшись      формулой                мы   без   труда   , зная   значения      ,    и   можем   посчитать значение G

Можем   мы   также посчитать   – среднее   квадратичное   отклонение б   , для этого   воспользуемся следующей формулой            ,где       есть   среднее   арифметическое    из всех   значений   G    (в   данной      и      i   пробегает   значения   от   0   до   30   ). =9.438891

  Проведя   все   арифметические   операции,   получим б=0.631007

Вычислим   также погрешность S = 0.12   .    тогда   G=9.4388 0.12

После       долгих     мучений    мы   получили   наше любимое G    с учетом   всех   погрешностей   Но наш результат   немного   отличается   от   всем    известного G =9.81      здесь   сказывается   целый   ряд   факторов, например:   неточность   прибора, отсутствие опыта у экспериментатора.    

В   результате   проделанной    работы   мы   научились   работать   с   цифровым    осциллографом   С9-10   и    с    его   помощью   определили   свое   значение G=9.4388 0.12

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