Простой маятник LMEC-3 с электрическим таймером

Вступление

Эксперимент с простым маятником - необходимый эксперимент в преподавании физики в колледжах и в средней школе. В прошлом этот эксперимент ограничивался измерением периода колебаний маленького шара в условиях простого маятника, совершающего приблизительно равный период качания под малым углом, как правило, без учета зависимости между периодом и углом поворота. Чтобы изучить взаимосвязь между ними, необходимо проводить периодические измерения при разных углах поворота, даже при больших углах поворота. В традиционном методе измерения цикла используется ручной отсчет секундомера, а погрешность измерения велика. Чтобы уменьшить погрешность, необходимо брать среднее значение после многопериодного измерения. Из-за наличия воздушного демпфирования угол поворота уменьшается с течением времени, поэтому невозможно точно измерить точное значение периода поворота под большим углом. После использования встроенного переключателя датчика Холла и электронного таймера для реализации автоматического отсчета времени период простого маятника под большим углом может быть точно измерен за несколько коротких циклов вибрации, так что влияние демпфирования воздуха на угол поворота можно игнорировать. , и эксперимент по зависимости периода от угла поворота можно провести плавно. После получения зависимости между периодом и углом поворота период колебаний с очень малым углом поворота можно точно измерить путем экстраполяции на нулевой угол поворота, чтобы можно было более точно измерить ускорение свободного падения.

Эксперименты

1. Измерьте период качания с фиксированной длиной струны и вычислите ускорение свободного падения.

2. Измерьте период раскачивания, варьируя длину струны, и вычислите соответствующее ускорение свободного падения.

3. Убедитесь, что период маятника пропорционален квадрату длины струны.

4. Измерьте период качания, варьируя начальный угол поворота, и вычислите ускорение свободного падения.

5. Используйте метод экстраполяции, чтобы получить точное ускорение свободного падения при очень малом угле поворота.

6. Изучите влияние нелинейного эффекта при больших углах поворота.

Характеристики