آونگ كاتر

موضوع آزمايش: آونگ كاتر                             


هدف: تعيين شتاب گرانشي(g)

وسايل مورد نياز و ميزان دقت آنها: آونگ كاتر كرومتر با حساسيت 01/0  S

وزنهتئوري مربوط به آزمايش:

تيغه                                    a1,t1,n1

                                                                T = t / n

                                   a2,t2,n2                 

 

+=      a1,t1                   4p^2      T1^2 + T2^2        T1^2 - T2^2

100 cm                                     g          2 (a1 + a2)           2 (a1 - a2)

        Gگرانيگاه                Dg =  gt – g                     er = Dg / gt

       

       a2,t2

 



 

شرح دستگاه و رسم شكل آن:

همانطو كه در شكل بالا مي بينيد آونگ كاتر تشكيل شده از يك پايه و يك پاندول كه    در دو سر آن دو تيغه وجود دارد فاصله بين دو تيغه 100 سانتيمتر است. بر روي پايه جايي قرار دارد كه تيغه در آن قرار گرفته و پاندول نوسان مي كند. دو وزنه به پاندول متصل است كه بر روي پاندول قابل جابجايي هستند ولي ما در اين آزمايش فقط       يكي از وزنه ها را جابجا مي كنيم، با جابجايي وزنه ها گرانيگاه در پاندول تغيير مي كند. براي تعيين گرانيگاه بايد پاندول را بر روي يك لبه قرار داد و آن را آنقدر جابجا كرد تا بدون لمس كردن آن در حالت تعادل قرار گيرد. در آن حالت نقطه اي از پاندول كه بر   روي لبه قرار دارد گرانيگاه است. براي اين كار بر روي پايه يك لبه وجود دارد.

روش انجام آزمايش:

ما در اين آزمايش ابتدا بايد گرانيگاه پاندول را بدست آوريم و براي اين كار بايد    پاندول را بر يك لبه قرار داد و ما با استفاده از لبة پايه گرانيگاه را تعيين كرده و فاصلة آن نقطه تا يكي از تيغه ها را a1 و فاصله تا تيغه ديگر را a2 مي گيريم. توجه داشته باشيد كه وزنه ها را طوري جابجا كنيد كه گرانيگاه دقيقاً وسط قرار نگيرد طوري كه a1و a2 هر دو 50 شوند.

بعد از اينكه a1 و a2 را تعيين كرديم تيغه اي را كه گرانيگاه تا آن را a1 گرفتيم بر روي پايه قرار مي دهيم. توجه داشته باشيد كه تيغه دقيقاً بر سر جاي خود قرار گيرد. و بعد پاندول را كمي كمي منحرف كرده و رها كنيد و همزمان كرومتر را به راه بيندازيد. تعداد نوسانات كامل پاندول بايد بيشتر از 50 نوسان باشد و زمان بدست آمده را T1         مي گيريم، بعد پاندول را برعكس كرده و تيغة دوم را بر پايه قرار داده و پاندول را منحرف مي كنيم. زمان بدست آمده را T2 مي گيريم.

و بعد با جابجا كردن وزنه ها گرانيگاه را تغيير داده و َa را مانند  a بدست مي آوريم، و تمام مراحل را همانند دفعة قبل تكرار مي كنيم تا َT بدست آيد. با استفاده از فرمولهاي داده شده مقدار هاي g و َg را محاسبه مي كنيم و از آنها ميانگين             مي گيريم. خطاي مطلق و نسبي را نيز مشخص مي كنيم.

جدول:

er

Dg

46

َa1

42

a1

0.04

41.665

55

َn1

55

n1

 

106

َt1

103

t1

1.92

َT1

1.87

T1

3.68

َT1^2

3.49

T1^2

54

َa2

58

a2

55

َn2

55

n2

107

َt2

106

t2

1.94

َT2

1.92

T2

3.76

َT^2

3.68

T^2

-938.335

g

933.64

َg

943.03

g








 

 

محاسبات:

T1 = t1 / n1         103/55 = 1.87         T1^2 = (1.87)^2 = 3.49

 

=+                   4p^2      T1^2 + T2^2        T1^2 - T2^2

                      g          2 (a1 + a2)           2 (a1 - a2)

 

943.03==+                   39.4         3.68 + 3.76        3.68 – 3.76                    

                      g            2(46+54)            2(46-54)        

 

  Dg =  gt – g   =  980 – 938.335  =  41.665                

er = Dg / gt = 41.66 / 980 = 0.04

 

نتيجه گيري:

ما از اين آزمايش نتيجه مي گيريم كه مقدار ثابت گرانشي با توجه به گرانيگاه تغيير مي كند.

دلايل مطابقت يا عدم مطابقت بين جوابها (خطاها):

1) خطاهاي شخصي در اندازه گيري، محاسبه زمان و

2) خطا در تشخيص گرانيگاه

[ چهارشنبه بیست و چهارم آبان 1391 ] [ 9:42 ] [ ADNAN SHERIFI ]
[ ]