Методика проведения темы «единая физическая картина мира» в общеобразовательных школах

Определение ускорения свободного падения при помощи маятника
Оборудование: часы с секундной стрелкой, измеритель­ная лента с погрешностью Δ_л = 0,5 см, шарик с отверсти­ем, нить, штатив с муфтой и стержнем.
Подготовка к проведению работы
В работе используется простейший маятниковый при­бор — шарик на нити. При малых размерах шарика по сравнению с длиной нити и небольших отклонениях от положения равновесия период колебания равен

Для увеличения точности измерения периода нужно из­мерить время t достаточно большого числа N полных колебаний маятника. Тогда период
T=t/N
и ускорение свободного падения может быть вычислено по формуле

Проведение эксперимента
1. Установить на краю стола штатив. У его верхнего конца укрепить с помощью муфты кольцо и подвесить к нему шарик на нити. Шарик должен висеть на расстоя­нии 1—2 см от крышки стола.
2. Измерить лентой длину l маятника.
3. Возбудить колебания маятника, отклонив шарик в сторону на 1-2 см и отпустив его.
4. Измерить в нескольких экспериментах время t 10 колебании маятника и вычислить t_cp:
где n— число опытов по измерению времени.
5. Результаты занести в таблицу.

№	Длина нити l, м	Количество колебаний, N	Время колебания маятника t, с	Среднее значение времени колебания маятника t ср, с	Среднее значение периода колебаний маятника Т ср, с	Ускорение свободного падения, g, м/с²
1.
2.
3.
4.

6. Вычислить ускорение свободного падения по формуле

g _ср=4π ² l /T_ср²

7. 
   Определить отклонение полученного значения от действительного значения g = 9, 8 м\с² (т.е. найти разность между ними). Вычислить, какую часть в процентах составляет эта разность от действительного значения g. Это отношение называется относительной погрешностью. Чем она меньше, тем выше точность измерений.
   

7. 
   Проанализировать полученные результаты.
   

Итак, исследование завершено. В любом научном институте после окончания экспериментов проводят обсуждение результатов. Начнем и мы.