Визначення прискорення сили ваги
Через ролик (2), змонтований на підшипнику таким чином, щоб він міг обертатися з можливо малим опором, проходить нитка з двома однаковими вантажами (1) масою М кожний.
Система знаходиться в рівновазі. Якщо з одного боку блока (ролика) додамо невеликий вантаж-насадку (4) масою m, система (два великих вантажі і вантаж-насадка) одержить прискорення під впливом сили ваги, що діє на вантаж-насадку 
і, пересуваючись з цим прискоренням, пройде шлях Sn (див. рис.).
На кільці (5) (див. рис.) додатковий вантаж-насадка буде відчеплений і вантажі 1 пройдуть шлях Sp з рівномірним рухом (сили в рівновазі).
У припущенні, що сили тертя і маса ролика і нитки незначні, а нитка нерозтяжна, прискорення сили ваги визначається за формулою
, (1)
де g – прискорення сили ваги (м/с2); М – маса великого вантажу (1); m– маса додаткового вантажу насадки (4); Sп – ділянка шляху рівномірно прискореного руху системи вантажів (М); Sp – ділянка шляху рівномірного руху системи вантажів (1); t – час, за який вантажі без насадки пройдуть шлях Sp (с).
Отримання формули (1)
Покажемо сили, які діють на вантаж системи, що рухається. На великі вантажі (4) діє сила ваги 
і сила ваги на вантаж-насадку 
. Із боку нитки на вантажі діють сили натягу 
і 
. За третім законом Ньютона 
. Оскільки праворуч діє більша сила ваги, ніж ліворуч, то лівий вантаж М піде вертикально угору з деяким прискоренням 
, а правий вантаж масою (М+m) піде вертикально униз із прискоренням 
. Необхідно помітити, що 
.
За другим законом Ньютона для кожної осі на вісь «у» у проекціях з урахуванням знака цих проекцій. Для вантажу М
Mg - FH = - Ma (2)
чи FH - Mg = Md.
Для вантажів маси (М+m)
(M + m)g - FH = ( M + m ) a. (3)
Визначимо з (2) FH = Ma + Mg
і підставимо в (3): (M + m)g – Ma – Mg = (M + m) a,
Далі
Mg + mg – Ma – Mg = Mg + ma,
звідси mg – Ma = Ma + ma;
після скорочення
. (4)
Визначимо величину прискорення, з яким рухаються грузи на ділянці шляху Sn. Після того, як насадка буде знята кільцем (5) (див. рис.), два вантажі пройдуть шлях Sp рівномірно з деякою постійною швидкістю, яку вони отримали наприкінці шляху. Час проходження шляху Sp нам покаже мілісекудомір (див. рис.).
Отже, швидкість на цій ділянці шляху може бути визначена за формулою
. (5)
Ця швидкість є кінцевою для ділянки шляху Sp і при початковій швидкості, рівній нулю (рух почався зі стану відносного спокою), визначається за формулою
. (6)
У формулу (7) підставимо (5) і одержимо
.
Тоді формула (4) може бути записана
.
Порядок виконання роботи
1. За допомогою регульованих ніжок (7) встановити колонку (1) у вертикальне положення.
2. Встановити рухомий кронштейн у крайнє нижнє положення, а верхній кронштейн – у крайнє верхнє положення.
3. Встановити середній рухомий кронштейн на вертикальному стовпчику так, щоб ділянка шляху Sп була у 2-3 рази менше ділянки шляху Sр. Довжина цих ділянок шляху вимірюється за шкалою.
4. Правий вантаж(1) підняти до верхнього рухливого кронштейна так, щоб відмітка на кронштейні збігалася з нижньою гранню вантажу (1). Включити кнопку «мережа» на мілісекундомірі, електромагнітна муфта фіксує положення вантажу.
5. На правий вантаж(1) покласти насадку (4), включити кнопку «Пуск» і записати показання секундоміра.
6. Кнопкою «Скидання» привести установку до готовності для чергового виміру.
7. Вимір повторити п'ять разів і визначити середнє значення часу руху великого вантажу на шляху Sр за формулою
,
де n – кількість виконаних вимірів; ti – час обмірювання для кожного окремого випадку; t – середнє значення часу руху великого вантажу на шляху S. За формулою (1) визначити значення прискорення сили ваги.
8. Визначити відносну помилку виміру прискорення сили ваги
,
де g – експериментальне прискорення сили ваги; g1 – теоретичне значення прискорення сили ваги; g – 9,81 м/с2.
ДОДАТОК 1
Коефіцієнт Стьюдента t p.n.
| n\ p | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,9 | 0,95 | 0,98 | 0,99 | 0,999 | |
| 0,16 | 0,33 | 0,51 | 0,73 | 1,00 | 1,37 | 2,0 | 3,1 | 6,3 | 12,7 | 31,8 | 63,7 | 636,6 | |
| 0,14 | 0,29 | 0,45 | 0,62 | 1,82 | 1,06 | 1,3 | 1,9 | 2,9 | 4,3 | 7,0 | 9,9 | 31,6 | |
| 0,14 | 0,28 | 0,42 | 0,58 | 1,77 | 0,98 | 1,3 | 1,6 | 2,4 | 3,2 | 4,5 | 5,8 | 12,9 | |
| 0,13 | 0,27 | 0,41 | 0,57 | 1,74 | 0,94 | 1,2 | 1,5 | 2,1 | 2,8 | 3,7 | 4,6 | 8,6 | |
| 0,13 | 0,27 | 0,41 | 0,56 | 1,73 | 0,92 | 1,2 | 1,5 | 2,0 | 3,4 | 4,0 | 6,9 | ||
| 0,13 | 0,27 | 0,40 | 0,55 | 1,72 | 0,90 | 1,1 | 1,4 | 1,9 | 2,4 | 3,1 | 3,7 | 6,0 | |
| 0,13 | 0,26 | 0,40 | 0,55 | 1,71 | 0,90 | 1,1 | 1,4 | 1,9 | 2,4 | 3,0 | 3,5 | 5,4 | |
| 0,13 | 0,26 | 0,40 | 0,54 | 1,71 | 0,90 | 1,1 | 1,4 | 1,9 | 2,3 | 2,9 | 3,4 | 5,0 | |
| 0,13 | 0,26 | 0,40 | 0,54 | 1,70 | 0,87 | 1,1 | 1,4 | 1,8 | 2,3 | 2,8 | 3,3 | 4,8 | |
| 0,13 | 0,26 | 0,40 | 0,54 | 1,70 | 0,88 | 1,1 | 1,4 | 1,8 | 2,2 | 2,8 | 3,2 | 4,6 | |
| 0,13 | 0,26 | 0,40 | 0,54 | 1,70 | 0,87 | 1,1 | 1,4 | 1,8 | 2,2 | 2,7 | 3,1 | 4,5 | |
| 0,13 | 0,26 | 0,40 | 0,54 | 1,70 | 0,87 | 1,1 | 1,4 | 1,8 | 2,2 | 2,7 | 3,1 | 4,3 | |
| 0,13 | 0,26 | 0,39 | 0,54 | 1,69 | 0,87 | 1,1 | 1,4 | 1,8 | 2,2 | 2,7 | 3,0 | 4,2 | |
| 0,13 | 0,26 | 0,39 | 0,54 | 1,69 | 0,87 | 1,1 | 1,3 | 1,8 | 2,1 | 2,6 | 3,0 | 4,1 | |
| 0,13 | 0,26 | 0,39 | 0,54 | 1,69 | 0,87 | 1,1 | 1,3 | 1,8 | 2,1 | 2,6 | 2,9 | 4,0 | |
| 0,13 | 0,26 | 0,39 | 0,54 | 1,69 | 0,86 | 1,1 | 1,3 | 1,7 | 2,1 | 2,6 | 2,9 | 4,0 |
ДОДАТОК 2
Щільність (r), питома теплоємність (с),
коефіцієнт теплопровідності (l), коефіцієнт лінійного розширення (b), модуль Юнга (Е), питомий опір (r)
Таблиця 1
| Речовина | r, кг/м3 | с, Дж/(кг*К) | l, Дж/(м*К) | b, К-1 | Е, Н/м2 | r, Ом*м |
| Алюміній | 23,810-6 | 69Е9 | 2,53Е-8 | |||
| Залізо | 58,7 | 12,0Е-6 | 196Е9 | 8,7Е-8 | ||
| Сталь | 11,0Е-6 | 210Е9 | 10Е-8 | |||
| Латунь | 18,9Е-6 | 100Е9 | ||||
| Мідь | 16,5Е-6 | 118Е4 | 1,7Е-8 | |||
| Дерево | 500-700 | - | 0,0163 | - | - | |
| Повітря | 0,024 |
Таблиця 2
Властивості деяких рідин
Коефіцієнт в'язкості (h), коефіцієнт поверхневого натягу (s)
| Рідина | r, кг/м3 | с, Дж/(кг*К) | h, Па*с | s, Н/м |
| Вода | 1,44Е-4 | 0,073 | ||
| Гліцерин | 1,4 | 0,063 | ||
| Касторова олія | 1,225 | 0,035 |
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс загальної фізики. Т. 1.- М.: Наука, 1972.
2. Зайдель А.Н. Помилки вимірів фізичних величин. -М.: Наука, 1972
3. Евграфов Н.Н., Коган В.Л. Керівництво до лабораторних робіт по фізиці.- М.: Высш. шк., 1970.
ЗМІСТ
1. Вимір фізичних величин. Точність вимірів.
2. Обробка результатів вимірів.
3. Обчислення довірчого інтервалу при обмеженому числі вимірів.
4. Лабораторна робота № 1. Визначення густини речовини
5. Лабораторна робота № 2. Визначення моменту інерції махового колеса
6. Лабораторна робота № 3. Визначення моменту інерції хрестоподібного маятника
7. Лабораторна робота № 4. Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника
8. Лабораторна робота № 5. Визначення швидкості польоту кулі за допомогою крутильного балістичного маятника
9. Лабораторна робота № 6. Визначення швидкості тіла за допомогою фізичного маятника
10. Лабораторна робота № 7. Визначення декременту затухаючих пружних коливань
11. Лабораторна робота № 8. Визначення швидкості звуку методом стоячої хвилі
12. Лабораторна робота № 9. Визначення фазової швидкості поширення коливань методом стоячих хвиль
13. Лабораторна робота № 10. Визначення прискорення вільного падіння за допомогою оборотного маятника (метод Бесселя)
14. Лабораторна робота № 20(ш). Визначення середньої сили пружного удару двох куль
15. Лабораторна робота № 20(а). Визначення прискорення вільного падіння за допомогою машини Атвуда
16. Додаток 1
17. Додаток 2
18. Список літератури..