LMEC-3 Jednoduché kyvadlo s elektrickým časovačem

Úvod

Jednoduchý kyvadlový experiment je nezbytným experimentem ve výuce základní fyziky a fyziky na střední škole. V minulosti byl tento experiment omezen na měření vibrační periody malého míčku za podmínek jednoduchého kyvadla provádějícího přibližně stejnou periodu periody v malém úhlu, obecně bez vztahu mezi periodou a úhlem kyvu. Aby bylo možné studovat vztah mezi nimi, musí být periodické měření prováděno v různých úhlech výkyvu, dokonce i ve velkých úhlech výkyvu. Tradiční metoda měření cyklu používá ruční časování stopek a chyba měření je velká. Aby se snížila chyba, je nutné po průměrném měření měřit průměrnou hodnotu. Vzhledem k existenci tlumení vzduchu se úhel výkyvu s prodlužováním času snižuje, takže není možné přesně měřit přesnou hodnotu periody výkyvu pod velkým úhlem. Po použití integrovaného spínače Hallova čidla a elektronického časovače k ​​realizaci automatického časování lze během několika krátkých vibračních cyklů přesně měřit periodu jednoduchého kyvadla pod velkým úhlem, takže lze ignorovat vliv tlumení vzduchu na úhel výkyvu a experiment na vztahu mezi periodou a úhlem výkyvu lze provést hladce. Poté, co se získá vztah mezi periodou a úhlem výkyvu, lze vibrační periodu s velmi malým úhlem výkyvu přesně změřit extrapolací na nulový úhel výkyvu, takže lze přesněji měřit gravitační zrychlení.

Experimenty

1. Změřte periodu kývání s pevnou délkou struny a vypočítejte gravitační zrychlení.

2. Změřte periodu výkyvu změnou délky struny a vypočítejte odpovídající gravitační zrychlení.

3. Ověřte, že doba kyvadla je úměrná druhé mocnině délky řetězce.

4. Změřte periodu výkyvu změnou počátečního úhlu výkyvu a vypočítejte gravitační zrychlení.

5. Použijte metodu extrapolace k získání přesného gravitačního zrychlení při extra malém úhlu výkyvu.

6. Studujte vliv nelineárního jevu při velkých úhlech výkyvu.

Specifikace