LMEC-3 ลูกตุ้มแบบธรรมดาพร้อมตัวตั้งเวลาไฟฟ้า

บทนำ

การทดลองลูกตุ้มอย่างง่ายเป็นการทดลองที่จำเป็นในการสอนฟิสิกส์พื้นฐานของวิทยาลัยและการสอนฟิสิกส์ระดับมัธยมต้น ในอดีตการทดลองนี้ จำกัด เฉพาะการวัดระยะเวลาการสั่นสะเทือนของลูกบอลลูกเล็ก ๆ ภายใต้เงื่อนไขของลูกตุ้มอย่างง่ายซึ่งทำการแกว่งคาบเวลาที่เท่ากันโดยประมาณในมุมเล็ก ๆ โดยทั่วไปไม่เกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ระหว่างคาบกับมุมแกว่ง ในการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขาการวัดเป็นระยะจะต้องดำเนินการที่มุมสวิงที่แตกต่างกันแม้ในมุมสวิงขนาดใหญ่ วิธีการวัดรอบแบบดั้งเดิมใช้การจับเวลาด้วยตัวเองและข้อผิดพลาดในการวัดมีขนาดใหญ่ เพื่อลดข้อผิดพลาดจำเป็นต้องใช้ค่าเฉลี่ยหลังจากการวัดหลายช่วงเวลา เนื่องจากการมีอยู่ของการหน่วงอากาศมุมสวิงจึงสลายไปตามการขยายเวลาดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะวัดค่าที่แม่นยำของระยะเวลาการแกว่งภายใต้มุมกว้างได้อย่างแม่นยำ หลังจากใช้เซ็นเซอร์ Hall สวิตช์ในตัวและตัวจับเวลาแบบอิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้ทราบเวลาอัตโนมัติแล้วระยะเวลาของลูกตุ้มอย่างง่ายที่มุมขนาดใหญ่สามารถวัดได้อย่างแม่นยำในรอบการสั่นสะเทือนสั้น ๆ เพียงไม่กี่รอบเพื่อให้สามารถละเว้นอิทธิพลของการหน่วงอากาศที่มีต่อมุมสวิงได้ และการทดลองเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างคาบและมุมสวิงสามารถทำได้อย่างราบรื่น หลังจากได้ความสัมพันธ์ระหว่างคาบและมุมแกว่งแล้วจะสามารถวัดระยะเวลาการสั่นสะเทือนที่มีมุมแกว่งน้อยมากได้อย่างแม่นยำโดยการคาดคะเนถึงมุมแกว่งเป็นศูนย์เพื่อให้สามารถวัดความเร่งโน้มถ่วงได้แม่นยำยิ่งขึ้น

การทดลอง

1. วัดระยะเวลาการแกว่งด้วยความยาวสตริงคงที่และคำนวณความเร่งโน้มถ่วง

2. วัดระยะเวลาการแกว่งตามความยาวสตริงที่แตกต่างกันและคำนวณความเร่งโน้มถ่วงที่สอดคล้องกัน

3. ตรวจสอบว่าช่วงเวลาของลูกตุ้มเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความยาวสตริง

4. วัดระยะเวลาการแกว่งโดยเปลี่ยนมุมสวิงเริ่มต้นที่แตกต่างกันและคำนวณความเร่งโน้มถ่วง

5. ใช้วิธีการประมาณเพื่อให้ได้ความเร่งโน้มถ่วงที่แม่นยำที่มุมแกว่งเล็กพิเศษ

6. ศึกษาอิทธิพลของเอฟเฟกต์ที่ไม่ใช่เชิงเส้นภายใต้มุมสวิงขนาดใหญ่

ข้อมูลจำเพาะ