Как определить ускорение свободного падения
- Измерение ускорения свободного падения
- Подготовка к эксперименту
- Установка выключателей
- Подключение контактов
- Расположение электромагнита и шарика
- Измерение ускорения свободного падения
- Расчет ускорения свободного падения
- Повышение точности измерения
Измерение ускорения свободного падения
Ускорение свободного падения на широте 45,5° на уровне моря хорошо известно, но что если вы хотите узнать его значение именно в вашей местности? Для этого можно провести экспериментальное измерение. В данной статье будет представлена инструкция по измерению ускорения свободного падения.
Подготовка к эксперименту
Для проведения эксперимента потребуются электронные часы с функцией секундомера и два кнопочных выключателя без фиксации. Один из них должен иметь две контактные группы: размыкающую и замыкающую, не связанные друг с другом гальванически. Второй выключатель должен иметь только замыкающую группу и удобно использовать микропереключатель с рычагом.
Установка выключателей
Разместите второй выключатель на горизонтальной площадке и прикрепите к его рычагу вторую подвижную площадку, расположенную горизонтально. Подвижная площадка должна быть достаточно легкой, чтобы не нажимать на рычаг под воздействием собственного веса.
Подключение контактов
Подключите замыкающие группы контактов обоих выключателей параллельно кнопке часов, которая используется для запуска и остановки секундомера. Через размыкающую группу контактов первого выключателя подключите электромагнит к источнику питания с подходящими параметрами. Для защиты контактов от напряжения самоиндукции подключите диод 1N4007 в обратной полярности.
Расположение электромагнита и шарика
Установите электромагнит над площадкой на высоту, приблизительно равную одному метру. Включите блок питания и подвесьте на электромагните шарик от компьютерной мыши старого типа.
Измерение ускорения свободного падения
Переведите часы в режим секундомера и сбросьте его показания. Нажмите на кнопку первого выключателя. Шарик отделится от электромагнита, а секундомер запустится. При падении на подвижную площадку, шарик вызовет срабатывание второго выключателя и остановку секундомера. На дисплее часов будет отображено время в секундах, за которое шарик преодолел расстояние в один метр.
Расчет ускорения свободного падения
Рассчитайте ускорение свободного падения по формуле: g = 2d/t^2, где g - ускорение свободного падения в м/с^2, d - высота в метрах, t - время падения в секундах.
Повышение точности измерения
Чтобы получить более точное значение ускорения свободного падения, рекомендуется провести эксперимент несколько раз. Вычислите среднее арифметическое всех измеренных интервалов времени и подставьте его в формулу для расчета ускорения свободного падения.
Таким образом, проведение экспериментального измерения ускорения свободного падения позволяет узнать его значение в конкретной местности и получить более точные данные. Этот метод может быть использован в учебных целях или для научных исследований.
