Лабораторная работа № 1-2Определение ускорения свободного падения Цель работы: исследование колебательного движения математического маятника, расчет ускорения свободного падения. Оборудование: 1. Математический маятник переменной длины; 2. Секундомер; 3. Линейка (или мерная лента).
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ Математическим маятником называется система, состоящая из невесомой нерастяжимой нити длиной l, на которой подвешена материальная точка массы Если маятник отклонить от положения равновесия на некоторый угол
Рис. 1. Математический маятник
Разложим силу тяжести на две составляющие по двум взаимно перпендикулярным направлениям: вдоль нити:
перпендикулярно к ней (по касательной к траектории, т.е. к окружности):
Тангенциальная составляющая силы тяжести
Знак " –" свидетельствует о том, что направления тангенциальной составляющей ускорения противоположно по знаку угловому смещению маятника Смещение маятника из положения равновесия можно характеризовать как величиной угла отклонения от положения равновесия
и, следовательно
|
.
(см. рис. 1) и предоставить ему свободно двигаться, то под действием двух сил (силы тяжести 
и силы натяжения нити 
) маятник будет колебаться около положения равновесия (силой сопротивления со стороны воздуха будем пренебрегать).
определяет тангенциальную составляющую ускорения 
:
из положения равновесия.
, так и длиной дуги S (траектория движения материальной точки является дугой окружности радиуса 
). Если угол 
