Wydział:
Imie i Nazwisko:
Nr. Zepołu
Ocena Ostateczna
Grupa:
Tytół ćwiczenia:
Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego przy użyciu wachadła prostego
Nr. Cwiczenia
1
Data Wykonania:
Przyspieszenie ziemskie g jest to przyspieszenie ciał swobodnie spadających w polu grawitacyjnym Ziemi, tj. przy braku oporów ruchu.
Z prawa powszechnej grawitacji Newtona można wyliczyć, że na powierzchni Ziemi jego wartość dana jest wzorem:
gdzie G jest stałą grawitacji, MZ i RZ są odpowiednio masą i promieniem Ziemi. Zatem na biegunach, gdzie promień naszej planety jest najmniejszy, będzie ono miało największą wartość. Zmiana wartości przyspieszenia g wraz z szerokością geograficzną jest nie tylko wynikiem kształtu ziemi. Na efektywną g wpływa również jej ruch obrotowy. Związane z nim przyspieszenie ziemskie na wszystkich szerokościach geograficznych wyjątkiem biegunów. Oczywiście wartość przyspieszenia ziemskiego maleje wraz z wysokością nad powierzchnią Ziemi.
Wartość przyspieszenia ziemskiego możemy wyznaczyć wykożystójąc prawa ruchu
wahadła prostego. Wahadło proste to kulka zawieszona na nie rozciągliwej, lekkiej nici, której ciężar możemy zaniedbać. Wychylona z położenia równowagi i swobodnie puszczona kulka wykonuje ruch drgający prosty. Okres drgań takiego wahadła jest określony zależnością:
gdzie l to długość wahadła, g to przyspieszenie ziemskie. Lecz założenie to jest spełnione wówczas gdy kąt wychylenia wahadła j jest mniejszy od 5°. Powyższe równanie pozwala na wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego, jeśli znamy długość wahadła l i okres jego drgań T:
Lp
10T[s]
T[s]
(Ti-T) [s]
(Ti-T)2 [s]
S [m]
2r [m]
18,8
1,88
0,021
0,000441
0,874
0,0188
2
18,4
1,84
- 0,019
0,000361
0,869
3
0,864
4
19,0
1,90
0,041
0,001681
0,866
5
18,1
1,81
- 0,049
0,002401
0,865
6
7
18,2
1,82
- 0,039
0,001521
8
9
10
DdT = 0,1 [s]
r = 0,0094 [m]
...
tomek964