Определение g машиной Атвуда
Засекайте известный путь более тяжёлого груза при разных отношениях масс. Из a = 2s/t² и фита a от (m₁−m₂)/(m₁+m₂) получите g.
Цель работы
Определить g по засечённым запускам машины Атвуда: a = 2s/t² с места, наклон a от (m₁−m₂)/(m₁+m₂) равен g.
Оборудование
- Блок Атвуда (невесомый)
- Грузы m₁, m₂
- Линейка (путь s)
- Секундомер
Эксперимент
Теория
Для невесомого блока без трения a = g (m₁−m₂)/(m₁+m₂). С места s = a t²/2, значит a = 2s/t². График a от x = (m₁−m₂)/(m₁+m₂) — прямая через начало с наклоном g. Стенд прячет a и натяжение; вы только засекаете падение.
Ход работы
- m₂ и путь s зафиксированы и известны. Меняете только более тяжёлую массу m₁.
- Отпустите с места и запишите время t падения. Добавляется малый шум секундомера.
- Таблица считает a = 2s/t² и x = (m₁−m₂)/(m₁+m₂).
- Повторите не менее чем для 6 разных m₁ по всему диапазону ползунка.
- Аппроксимируйте a(x); наклон равен g. Сравните с 9,81 м/с².
Вывод
Найденное g согласуется с эталоном в пределах допуска. Основные погрешности: шум секундомера, идеализация невесомого блока без трения и равноускоренное падение с места.