LMEC-3 מטוטלת פשוטה עם טיימר חשמלי

מבוא

ניסוי פשוט במטוטלת הוא ניסוי הכרחי בפיזיקה בסיסית במכללה ובהוראת פיזיקה בחטיבת הביניים. בעבר, ניסוי זה הוגבל למדידת תקופת הרטט של כדור קטן בתנאי של מטוטלת פשוטה שעושה נדנדה תקופתית שווה בערך בזווית קטנה, בדרך כלל לא כוללת את הקשר בין התקופה לזווית התנודה. על מנת ללמוד את הקשר ביניהם, יש לבצע מדידה תקופתית בזוויות נדנדה שונות, גם בזוויות נדנדה גדולות. השיטה המסורתית למדידת מחזור משתמשת בתזמון שעון עצר ידני, ושגיאת המדידה גדולה. על מנת להפחית את השגיאה, יש צורך לקחת את הערך הממוצע לאחר מדידה מרובת תקופות. בשל קיומה של שיכוך אוויר, זווית התנופה מתפוגגת עם הארכת הזמן, כך שאי אפשר למדוד במדויק את הערך המדויק של תקופת התנודה בזווית גדולה. לאחר השימוש בחיישן הול המשולב ובטיימר האלקטרוני למימוש תזמון אוטומטי, ניתן למדוד במדויק את תקופת המטוטלת הזווית הגדולה בכמה מחזורי רטט קצרים, כך שניתן יהיה להתעלם מהשפעת דעיכת האוויר על זווית הנדנדה. , והניסוי על הקשר בין התקופה לזווית הנדנדה יכול להתבצע בצורה חלקה. לאחר קבלת הקשר בין התקופה לזווית הנדנדה, ניתן למדוד במדויק את תקופת הרטט עם זווית הנדנדה קטנה מאוד על ידי אקסטרפולציה לזווית הנדנדה אפסית, כך שניתן יהיה למדוד בצורה מדויקת יותר את האצת הכבידה.

ניסויים

1. מדוד את תקופת הנדנדה באורך מחרוזת קבוע, וחשב את תאוצת הכבידה.

2. מדוד את תקופת הנדנדה על ידי אורך מחרוזת משתנה, וחשב את תאוצת הכבידה המתאימה.

3. ודא שתקופת המטוטלת פרופורציונאלית לריבוע אורך המיתרים.

4. מדוד את תקופת הנדנדה על ידי שינוי זווית התנופה הראשונית, וחשב את תאוצת הכבידה.

5. השתמש בשיטת אקסטרפולציה כדי לרכוש תאוצה כבידתית מדויקת בזווית נדנדה קטנה במיוחד.

6. חקר את השפעת האפקט הלא-לינארי בזוויות נדנדה גדולות.

מפרטים