Báo cáo thí nghiệm Vật lý đại cương | Trường Đại học Phenikaa

Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương MỤC LỤC
Bài 1. ĐO KÍCH THƯỚC BẰNG THƯỚC KẸP, PANME, VÀ CẦU KẾ .................. 2 I.
MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM .....................................................................................
2 II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................................................... 2
III. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM .................................................................... 4
a) Thước kẹp .............................................................................................. 4
b) Panme ............................................................................................................. 5
c) Cầu kế .............................................................................................................
IV. NHẬN XÉT .............................................................................................................. 6
Bài 2. NGHIỆM LẠI ĐỊNH LUẬT 2 NEWTON ........................................................... 7 I.
MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM ......................................................................................
7 II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................................................
7 III. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ........................................................................................ 8
1. Thí nghiệm 1 ........................................................................................................ 8
2. Thí nghiệm 2 ........................................................................................................ 9
IV. NHẬN XÉT ............................................................................................................ 10 1 |47880655
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương
Bài 5. CON LẮC VẬT LÝ............................................................................................... 11 I. MỤC ĐÍCH THÍ
NGHIỆM .................................................................................... 11 II. CƠ Ở S
LÝ THUYẾT .............................................................................................. 11
III. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ..................................................................................... 13
IV. NHẬN XÉT ............................................................................................................ 15
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
ĐO KÍCH THƯỚC BẰNG THƯỚC KẸP, PANME, VÀ CẦU KẾ Tên nhóm thực hành Lớp
Ngày thực hành Họ tên, chữ ký GVHD Nhóm 3 Vật lý 1-2- 223(N05) Thành viên nhóm: STT Họ và tên MSSV
Vai trò (Ghi r漃̀ vai trò từng thành viên) 1 Nguyễn Mạnh Toàn 23010539
Nhóm trưởng (Viết báo cáo, phân công chịu
trách nghiệm quản lí nhóm.) 2 Nguyễn Thị Huyền Trang 23010181
Thành viên (Ghi chép số liệu, làm báo cáo) 3 Đoàn Thị Thu Thảo 23010260
Thành viên (Tính toán số liệu, làm báo cáo) 4 Nguyễn Duy Việt 23010775
Thành viên (Tính toán khối lượng của vật, làm báo cáo) 5 Nguyễn Văn Thành 23010764
Thành viên (Tính toán giá trị trung bình, làm báo cáo) 6 Đào Mạnh Vương 23010586
Thành viên (Vẽ sơ đồ, làm báo cáo, tính toán số liệu) 7 Cao Sĩ Tiến 23010774
Thành viên (Thực hiện tính số liệu, làm báo cáo) 8 Nguyễn Việt Tiến 23010848
Thành viên (Thực hiện tính dữ liệu, làm báo cáo)
I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
- Học cách sử dụng một số dụng cụ đo cơ bản như thước kẹp, panme, cầu kế.
- Thực hành sử dụng thước kẹp, panme, và cầu kế xác định kích thước của một số vật thể. 2
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương
II.CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1, Thước kẹp là một dụng cụ đo chiều dài có độ chính xác cao.
- Thước kẹp bao gồm hai hàm kẹp cố định và di động.
- Để đọc số liệu thước kẹp, bạn sử dụng vạch chia trên thước chính và du xích.
(Chiều dài cần đo được tính dựa trên khoảng cách giữa vạch 0 của du xích và vạch 0 của thước
chính) - Chiều dài cần đo được tính theo công thức a L
ma b ma n N
(Trong đó, a là độ dài mỗi độ chia trên thước chính, và vạch 0 của du xích nằm trong khoảng giữa
vạch thứ m và thứ (m + 1) của thước chính, ma là phần nguyên, b = na / N là phần lẻ, n là số thứ
tự của vạch trên du xích trùng nhất với một vạch bất kỳ trên thước chính. Có thể tóm gọn lại các
bước để sử dụng thước kẹp như sau:
- Xác định giá trị a, N của thước kẹp. Kiểm tra sự trùng của hai vạch 0 (trên du xích và thướcchính).
- Kẹp vật cần đo vào hàm kẹp thích hợp (A, B hoặc C, D) hoặc sử dụng thanh E.
- Dùng tay ấn du xích cho kẹp khít vào vật cần đo, sau đó xác định m, n.
- Chiều dài cần đo được tính theo công thức (1.1). 3 |47880655
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương
2, Thước pamme là dụng cụ đo chiều dài với độ chính xác tới khoảng 10^-2 mm.
- Cấu tạo gồm thước chính được gắn cố định với cán thước trên đó có hàm kẹp .
- Trên thước chính được chia thành các vạch chia, mỗi vạch có giá trị là a
- Để đo chiều dài bằng panme, ta cần thực hiện các bước như sau:
+ Kiểm tra sự trùng của vạch số 0 trên vòng 5 với vạch thẳng của thước chính. Nếu
lệch ta cần xác định số vạch lêch, lệch âm hay lệch dương để hiệu chỉnh trong khi ghi kết quả
+ Đặt vật cần đo giữa hai vít kẹ, dùng núm vặn để vặn kẹp vật. Sau đó tính kết quả
Gỉa sử khi đó mép vòng tròn của trụ khoảng giữa vạch thứ n và th (n +1) trên thước
chính, vạch thứ m trên vòng trụ xoay thẳng với vạch thẳng của thước chính thì chiều dài
này được xác định bởi biểu thức: a L=na+m N
3, Cầu kế là dụng cụ đo bán kính mặt cầu.
- Để sử dụng cầu kế, ta cần thực hiện các bước như sau:
+ Đặt cầu kế lên một mặt phẳng, vặn núm vặn điều chỉnh độ cao của chân B sao cho đồng hồ chỉ 0.
+ Đặt cầu kế lên trên mặt cong cần đo bán kính, đọc giá trị chênh lệch độ cao chân B với
các so với các mũi nhọn C1,C2, C3, ký hiệu h trên mặt đồng hồ. Mỗi vạch trên đồng hồ nhỏ
là 1mm, mỗi vạch trền đồng hồ lớn là 0,01 mm. H=m + n.0,.1 (mm),
Với m và n lần lượt là giá trị kim đo chỉ trên đồng hồ nhỏ và đồng hồ lớn.
Gọi R là bán kính cong mặt cầu lồi thì ta có thể xác định R từ h và r theo biểu thức: r2+h2 R= 2h
III. DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM
Thứ tự Tên dụng cụ Số lượng 1
Thước kẹp bằng thép không gỉ, dải đo 0-160 1 mm 2 Panme 1 3 Cầu kế 1 4
Mặt cong đường kính 80 mm 1 5
Mặt cong đường kính 100 mm 1 4
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương 6
Mặt cong đường kính 125 mm 1 7
Dây sắt đường kính 1,0 mm, dài 10m 1 cuộn 8 Tấm nhôm 2 9
Tấm thủy tinh: kích thước 100 mm x 85 mm x 1 1 mm 10
Ống thủy tinh thẳng, dài 80 mm 10 11
Ống thủy tinh đường kính ngoài 24 mm, 1
đường kính trong 21 mm, dài 120 mm 12 Khối hộp lập phương 8
IV. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM -
Nghiên cứu nguyên tắc hoạt động, cấu tạo, xác định độ chính xác của thước kẹp, panme,
và cầu kế. Kiểm tra các dụng cụ đo và đề xuất cách hiệu chỉnh kết quả (hiệu chỉnh sai số hệ
thống) nếu có sự sai lệch giữa thiết bị đo với kích thước chuẩn. -
Tìm hiểu các cách sử dụng và đọc kết quả trên các dụng cụ đo. Sau khi đã nắm vững thì
tiến hành các phép đo và điền kết quả vào bảng tương ứng, xem hướng dẫn mục kết quả thí nghiệm bài 1.
V. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1. Thước kẹp Bảng 1.1
Kết quả đo khối chữ nhật Lần đo Dài R ộng C ao a △a b △b c △c 1 12,472 0,0012 10 0,0044 0,135 0,0008 2 12,468 0,0028 9,992 0,0036 0,133 0,0012 3 12,470 0,0008 9,994 0,0016 0,135 0,0008 4 12,472 0,0012 10 0,0044 0,134 0,0002 5 12,472 0,0012 9,992 0,0036 0,134 0,0002 TB 12,4708 0,00144 9,9956 0,00352 0,1342 0,00064 Nhận xét
+Do máy móc và dụng cụ thiếu chính xác
+Do người đo trình độ chưa cao
+Do điều kiện ngoại cảnh bên ngoài tác động
+Do người thực hành quan sát chưa chính xác
=> Đó là nguyên do gây ra sai số Bảng 1.2
Kết quả đo khối trụ Lần đo Đường kính mặt dày Chiều cao d △d h △h 1 0,5 0,004 15,1 0,104 5 |47880655
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương 2 0,495 0,0054 14,97 0,026 3 0,51 0,0096 15 0,004 4 0,497 0,0034 15,01 0,014 5 0,5 0,004 14,9 0,096 TB 0,5004 0,00384 14,996 0,0488 Nhận xét
+Do máy móc và dụng cụ thiếu chính xác
+Do người đo trình độ chưa cao
+Do điều kiện ngoại cảnh bên ngoài tác động
+Do người thực hành quan sát chưa chính xác
=> Đó là nguyên do gây ra sai số 1. Panme Bảng 1.3
Đo độ dày bản mỏng và đường kính sợi dây. Lần đo Bá n 1 Bá n 2 Sợi dây h △h h △h d △d 1 0,68 0,01 0,188 0,0024 0,21 0,0278 2 0,7 0,01 0,2 0,00144 0,25 0,22 3 0,69 0 0,19 0,00044 0,251 0,473 4 0,71 0,02 0,17 0,00156 0,248 0,721 5 0,67 0,02 0,18 0,0056 0,23 0,951 TB 0,69 0,012 0,1856 0,00848 0,2378 0,479 Nhận xét
+Do máy móc và dụng cụ thiếu chính xác
+Do người đo trình độ chưa cao
+Do điều kiện ngoại cảnh bên ngoài tác động
+Do người thực hành quan sát chưa chính xác
=> Đó là nguyên do gây ra sai số 3.Cầu kế Bảng 1.4
Xác định bán kính cong
Độ chính xác của đồng hồ micrômét 0,01 mm
Bán kính vòng tròn ngoại tiếp tam giác đều C1C2C3: r = 3,5 ± 0,02 mm Lần đo h △h 1 4,46 0,038 2 4,565 0,01012 3 4,465 0,0012 4 4,47 0,00062 6
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương 5 4,359 0,1048 TB 4,463 0,04344 R=r2+h2= 2,931 2h △R= 0,026 R= 2,931±0,026 mm IV. Nhận xét
- Nhận xét các kết quả thí nghiệm, xác định nguyên nhân của các sai số:
- Một trong những nguyên nhân gây ra sai số khi thí nghiệm là sai số do thiết bị đo lường
không chính xác, thiết bị đo không đạt độ chính xác cao, kết quả đo sẽ bị sai lệch
-Ngoài ra sai số còn phát sinh do các yếu tố khác như con người (do thao tác của người thực
hiện chưa có trình độ cao), ma sát không đáng kể, hay không đảm bảo điều kiện thí nghiệm ổn định
- Ý kiến đề nghị để bài thí nghiệm được tốt hơn.
- Để giảm sai số, chúng ta cần sử dụng các thiết bị đo chính xác, kiểm tra và hiệu chỉnh thiết
bị đo thường xuyên, và tạo ra môi trường thí nghiệm ổn định.
- Để giảm sai số, chúng ta còn cần tuân thủ quy trình thí nghiệm chính xác, lặp lại thí nghiệm
nhiều lần để lấy giá trị trung bình chính xác hơn
B䄃ĀO C䄃ĀO THÍ NGHIỆM
NGHIỆM LẠI ĐỊNH LUẬT THỨ HAI NEWTON Tên nhóm thực hành Lớp
Ngày thực hành Họ tên, chữ ký GVHD Nhóm 3 Vật lý 1-2- 223(N05) Thành viên nhóm: 7 |47880655
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương I. Họ và tên MSSV
Vai trò (Ghi r漃̀ vai trò từng thành viên) 1 Nguyễn Mạnh Toàn 23010539
Nhóm trưởng (Viết báo cáo, phân công chịu
trách nghiệm quản lí nhóm.) 2 Nguyễn Thị Huyền Trang 23010181
Thành viên (Ghi chép số liệu, làm báo cáo) 3 Đoàn Thị Thu Thảo 23010260
Thành viên (Tính toán số liệu, làm báo cáo) 4 Nguyễn Duy Việt 23010775
Thành viên (Tính toán khối lượng của vật, làm báo cáo) 5 Nguyễn Văn Thành 23010764
Thành viên (Tính toán giá trị trung bình, làm báo cáo) 6 Đào Mạnh Vương 23010586
Thành viên (Vẽ sơ đồ, làm báo cáo, tính toán số liệu) 7 Cao Sĩ Tiến 23010774
Thành viên (Thực hiện tính số liệu, làm báo cáo) 8 Nguyễn Việt Tiến 23010848
Thành viên (Thực hiện tính dữ liệu, làm báo cáo) II.
MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
- Xác định hàm hàm biểu diễn sự phụ thuộc của quãng đường dịch chuyển và vận tốc của vật theo thời gian.
- Xác định sự phụ thuộc của gia tốc vào khối lượng và lực tác dụng.
III. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
- Mô tả chuyển động của xe trong thí nghiệm: Trong thí nghiệm này, xe trượt trên một mặt phẳng
ngang. Khi một lực được áp dụng, xe sẽ bắt đầu di chuyển và tăng tốc. Nếu tăng khối lượng của
ròng rọc xe sẽ trượt nhanh hơn , ngược lại nếu tăng khối lượng của xe thì tốc độ sẽ chậm hơn.
- Viết phương trình chuyển động của hệ
+ Xét chuyển động một chiều của xe trượt đưới tác dụng của lực được tạo ra bởi một vật có khối lượng m1: 𝐹 = (m1. g)/2
+ Trong đó g là gia tốc rơi tự do. Nếu khối lượng của xe là m2 thì phương trình chuyển động của xe được cho bởi: (m2 + m1). a = (m1. g)/2 8
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương
- Gia tốc của hệ : Phương trình định luật II Newton cho chất điểm có khối lượng m dưới tác
dụng của tổng hợp lực 𝐹 được viết dưới dạng phương trình : m. a⃗ = ⃗F⃗ 9 lOMoARcPSD|47880655
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương d⃗v⃗ d2⃗r⃗ trong đó: a⃗ = =
là gia tốc của chất điểm. dt dt2
- Cách xác định gia tốc của hệ từ đồ thị vận tốc phụ thuộc vào thời gian : Gia tốc là
đạo hàm của vận tốc theo thời gian. Trên đồ thị vận tốc - thời gian, gia tốc tương ứng với độ dốc
của đường cong. Nếu đường cong là một đường thẳng, gia tốc là hằng số và bằng với độ dốc của
đường thẳng đó. Nếu đường cong không phải là một đường thẳng, gia tốc sẽ thay đổi theo thời
gian, và có thể được tính bằng cách vẽ tiếp tuyến tại mỗi điểm trên đường cong và xác định độ
dốc của tiếp tuyến đó.
IV. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
1. Thí nghiệm 1. Tìm sự phụ thuộc của vận tốc theo thời gian v = f(t) và quãng đường theo thời gian s = f(t)ss
+ Đồ thị v = f(t), s = f(t) ứng với giá trị 𝑚1, 𝑚2 đã chọn S/V Đồ thị lý thuyết Đồ thị thực nghiệm
+ So sánh đồ thị thực nghiệm với đồ thị lý thuyết
• Đồ thị vận tốc theo thời gian lý thuyết sẽ là một đường thẳng còn đồ thị quãng đường
theo thời gian lý thuyết sẽ là một parabol. Đồ thị thực tế vẫn có điểm tương đồng so với
lý thuyết, nhưng không được thẳng và đều như vậy. Khoa Khoa học Cơ
Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương
• Đồ thị thực nghiệm cũng nên có hình dạng tương tự nếu thí nghiệm được thực hiện
chính xác. Nhưng dữ liệu thực nghiệm không hoàn toàn phù hợp với mô hình lý thuyết
(do các yếu tố nhiễu như ma sát hoặc sai số đo lường)
2. Thí nghiệm 2: Nghiệm lại định luật II Newton
Thí nghiệm 2.1 Cố định khối lượng m2 của xe, thay đổi khối lượng m1 của vật (tức thay đổi lực tác dụng F = m1 (g).
Bảng 2.1. Cố định khối lượng m2 của xe, thay đổi lực tác dụng F = m1.g Khối lượng vật Gia tốc a (mm/s2) (m 𝑿± D𝑿 1) L1 L2 L3 𝑿 m1 = + 0g 1,22 1,32 1,20 1,25 1,25±0,05 m1 = + 1g 1,4 1,6 1,33 1,44 1,44±0,1 m1 = + 2g 1,82 1,63 1,74 1,73 1,73±0.067 m1 = + 3g 1,86 1,55 1,53 1,65 1,65±0,143 m1 = + 4g 1,84 2 1,78 1,88 1,88±0,089 m1 = + 5g 2,11 1,94 2,1 2,05 2,05±0,733 m1 = + 6g 2,18 2,43 2,33 2.31 2,31±0,09 m1 = + 7g 2,05 2,27 1,99 2,10 2,1±0,11 m1 = + 8g 2,64 2,8 2,16 2,53 2,53±0,25 m1 = + 9g 2,96 2,92 2,94 2,94 2,94±0,013 m1 = + 10g 3,01 3,1 3,0 3,33 3,33±0,293
+ Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc gia tốc a vào lực m1. Đồ thị lý thuyết Đồ thị thực nghiệm
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương
+ Nhận xét đồ thị và so sánh với kết quả lý thuyết
• Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của gia tốc vào lực m có xu hướng tăng dần 1
• Đồ thị thực tế có điểm tương đồng so với lý thuyết , nhưng không được thẳng và đều
như vậy. Do dữ liệu thực nghiệm không hoàn toàn phù hợp với mô hình lý thuyết (do
các yếu tố nhiễu như ma sát hoặc sai số đo lường).
Thí nghiệm 2.2. Cố định khối lượng m1 của vật, thay đổi khối lượng m2 của xe.
Bảng 2.2. Cố định khối lượng m1 của vật, thay đổi khối lượng m2 của xe Khối lượng vật Gia tốc a (mm/s2) (m 𝑿± D𝑿 1) L1 L2 L3 𝑿 m2 = + 0g 1,2 1,31 1,25 1,253 1,25±0,037 m2 = + 1g 1,18 1,23 1,15 1,187 1,187±0,029 m2 = + 2g 1,20 1,18 1,11 1,16 1,16±0,037 m2 = + 3g 1,21 1,19 1,22 1,2 1,2±0,0,016 m2 = + 4g 1,2 1,18 1,23 1,2 1,2±0,017 m2 = + 5g 1,2 1,15 1,19 1,18 1,18±0,02 m2 = + 6g 1,2 1,16 1,13 1,163 1,163±0,024 m2 = + 7g 1,1 1,12 1,16 1,126 1,126±0,044 7 Khoa Khoa học Cơ
Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương
+ Vẽ đồ thị v = f(t), s = f(t) ứng với giá trị 𝑚1, 𝑚2 đã chọn Đồ thị lý thuyết Đồ thị thực nghiệm
+ So sánh đồ thị thực nghiệm với đồ thị lý thuyết
• Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của gia tốc vào lực m2 có xu hướng giảm dần
• Đồ thị thực tế có điểm tương đồng so với lý thuyết , nhưng không được thẳng và đều
như vậy. Do dữ liệu thực nghiệm không hoàn toàn phù hợp với mô hình lý thuyết (do
các yếu tố nhiễu như ma sát hoặc sai số đo lường).
V. NHẬN XÉT CHUNG VỀ BÀI THÍ NGHIỆM
- Nhận xét các kết quả thí nghiệm, xác định nguyên nhân của các sai số:
• Một trong những nguyên nhân gây ra sai số khi thí nghiệm là sai số do thiết bị đo lường
không chính xác, thiết bị đo không đạt độ chính xác cao, kết quả đo sẽ bị sai lệch
• Ngoài ra sai số còn phát sinh do các yếu tố khác như con người (do thao tác của người
thực hiện chưa có trình độ cao), ma sát không đáng kể, hay không đảm bảo điều kiện thí nghiệm ổn định
- Ý kiến đề nghị để bài thí nghiệm được tốt hơn.
• Để giảm sai số, chúng ta cần sử dụng các thiết bị đo chính xác, kiểm tra và hiệu chỉnh
thiết bị đo thường xuyên, và tạo ra môi trường thí nghiệm ổn định.
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương
• Để giảm sai số, chúng ta còn cần tuân thủ quy trình thí nghiệm chính xác, lặp lại thí
nghiệm nhiều lần để lấy giá trị trung bình chính xác hơn. 7
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
KHẢO SÁT CON LẮC VẬT LÝ THUẬN NGHỊCH
ỨNG DỤNG ĐO GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG Tên nhóm thực hành Lớp
Ngày thực hành Họ tên, chữ ký GVHD Nhóm 3 Vật lý 1-2- 223(N05)
Thành viên nh漃Ām: STT Họ và tên MSSV
Vai trò (Ghi r漃̀ vai trò từng thành viên) 1 Nguyễn Mạnh Toàn 23010539
Nhóm trưởng (Viết báo cáo, phân công chịu
trách nghiệm quản lí nhóm.) 2 Nguyễn Thị Huyền Trang 23010181
Thành viên (Ghi chép số liệu, làm báo cáo) 3 Đoàn Thị Thu Thảo 23010260
Thành viên (Tính toán số liệu, làm báo cáo) 4 Nguyễn Duy Việt 23010775
Thành viên (Tính toán khối lượng của vật, làm báo cáo) 5 Nguyễn Văn Thành 23010764
Thành viên (Tính toán giá trị trung bình, làm báo cáo) 6 Đào Mạnh Vương 23010586
Thành viên (Vẽ sơ đồ, làm báo cáo, tính toán số liệu) 7 Cao Sĩ Tiến 23010774
Thành viên (Thực hiện tính số liệu, làm báo cáo) 8 Nguyễn Việt Tiến 23010848
Thành viên (Thực hiện tính dữ liệu, làm báo cáo) I.
MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
- Khảo sát con lắc vật lý thuận nghịch.
- Xác định gia tốc trọng trường tại nơi đăt con lắc, gần bề mặ t Trái đấṭ
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Thế năng của con lắc Wt chính là thế năng của khối tâm G với gốc là trục quay A (|⃗A | = 𝑠):
mi : kh i lố ượng c a h t th ủ ạ ứ i
𝑟I : vector bán kính c a h t th ủ ạ ứ i Wt = −Mgs.cosα.
M: t ng kh i lổ ố ượng c a con l c ủ ắ g: gia
t c tr ng trố ọ ường trên m t đ tặ ấ
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương Đ ng năng Wộ
đ c a con l c v t lý là t ng đ ng năng c a các ch tủ ắ ậ ổ ộ ủ ấ đi m: ể
⃗ω⃗ i là v n t c góc c a ch t đi m th i (ậ ố ủ ấ ể ứ
), trong trường h p v t r n, ợ ậ ắ ωi = ω = α̇ b
ng ằ nhau v i m i đi m thu c con l c.ớ ọ ể ộ ắ `
I: momen quán tính đ i v i tr c quay qua Aố ớ ụ
IG: Momen quán tính v i tr c quay Sớ ụ I = IG + Ms2 Wđ=
M: Kh i lố ượng con l c ắ s: Kho ng cách t
tr c quay đ n kh i tâmả ừ ụ ế ố
Sử dụng định luật bảo toàn
năng lượng cho hệ, ta được:
Phương trình là vi phân b c nh t c a li đ góc ậ ấ ủ ộ
α ủ c a con l c theo th i gian. Đ i v i các dao ắ ờ ố ớ đ ng v i góc ộ ớ
α nh thì cosỏ α ~ (1-α2), C là h ng s . Phằ ố
ương trình khi đó tương đương:
Nghi m t ng quát cệ ổ ủa phương trình trênlà phương trình dao đ ng c a con l c theo th i gian:
ộ ủ ắ ờ α(t) = α0cos(ω φt+ )
Trong đó α0 là biên đ dao đ ng, ộ ộ φ pha ban đ u và t n s góc daoầ ầ ố đ ng ộ ω: Chu kỳ dao động thuận:
Chu kỳ dao động nghịch: 7
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương
T hai phừ ương trình k t h p Tế ợ T = TN ta có: Nghi m c a phệ
ủương trình chính là chi u dài rút g n c a conề ọ ủ l c: ắ
Chu kì T = TT = TN c a con l c v t lý ủ ắ ậ là: III.
KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
1. Bảng 1. Kết quả đo chu kỳ thuận nghịch theo L Chu kỳ L (cm) (s) T1 T2 T3 T4 T5 Trung bình 1.332 T 1.331 1.332 1.333 1.333 — T TT =1.3316 36 1.593 T 1.595 1.593 1.591 1.593 — N TN =1.5930 1.339 T 1.333 1.334 1.336 1.334 — T TT =1.3352 38 1.487 T 1.487 1.484 1.486 1.486 — N TN =1.4860 1.336 T 1.335 1.336 1.335 1.335 — T TT =1.3356 40 1.421 T 1.422 1.422 1.421 1.421 — N TN =1.4214 1.337 42 1.338 1.338 1.337 1.338 — TT TT =1.3376
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương 1.391 T 1.390 1.384 1.390 1.391 — N TN =1.3402 1.341 T 1.340 1.340 1.340 1.340 — T TT =1.3512 44 1.352 T 1.351 1.351 1.351 1.351 — N TN =1.3424 1.342 T 1.342 1.343 1.343 1.342 — T TT =1.3424 46 1.338 T 1.338 1.338 1.338 1.338 — N TN =1.338 1.343 T 1.344 1.344 1.345 1.344 — T TT =1.3440 48 1.332 T 1.331 1.331 1.331 1.331 — N TN =1.3312 1.347 T 1.347 1.346 1.347 1.347 — T TT =1.3408 50 1.331 T 1.331 1.331 1.331 1.331 — N TN =1.3310
1. Đ thị xác định chu k礃 thuân nghịch T = Ṭ
T = TN và chiều dài r甃Āt gỌn Lr 7
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương 1,342 43 , 1
+ Từ đ thị suy ra: L r = 43 mm, T = 1.34 ( s )
* Đồ thị các kết quả trung bình của T và từ Bảng 1 theo chiều dài khảo sát L. T N
Bảng kết quả đo chu k礃 thuân nghịch ̣Bảng 2. Chiều dài r甃Āt gỌn Lr = 43,1 ± 1mm
Bảng 2: Kết quả đo chu k礃 thuận nghịch ở khoảng cách Lr Chu kỳ (s) TT △TT TN △TN T1 1.339 0.0002 1.364 0.002 T2 1.339 0.0002 1.367 0.001 T3 1.339 0.0002 1.366 0 T4 1.340 0.0002 1.366 0 T5 1.339 0.0008 1.367 0.001 Trung bình 1.3392 0.00032 1.366 0.0008
2. Xác định chu k礃 dao động của con lắc thuân nghịcḥ Từ kết quả Bảng 2
- Giá trị trung bình của chu kỳ T:
Khoa Khoa học Cơ Bản: Thí nghiệm Vật lý Đại cương
T = TT+TN = 1.3376 (s) 2 -Sai số phép đo T:
ΔT = ΔTT+ΔTN = 0,00056 (s) 2
- Kết quả đo chu kỳ thuận nghịch :
T = T ± ΔT = 1,3376 ± 0,00056 (s)
3. Tính gia tốc trỌng trường (g).
- Gia tốc trọng trường trung bình:
(mm/s2)=9,45(m/s2)
- Sai số tỉ đối của phép đo gia tốc trọng trường: Δg
δ= =¿ g - Sai số tuyệt đối trung bình:
Δg = δ. g= (m/s2)
4. Kết quả đo xác định gia tốc trỌng trường
g = g ± = (m/s2) Δg 5. Nhân xéṭ
+Do máy móc và dụng cụ thiếu chính xác
+Do người đo trình độ chưa cao
+Do điều kiện ngoại cảnh bên ngoài tác động
+Do người thực hành quan sát chưa chính xác
=> Đó là nguyên do gây ra sai số 7