单摆测重力加速度实验是物理学中非常经典的实验之一,本实验通过记录单摆运动周期来测量当地重力加速度的值。以下是实验的具体步骤和结果数据分析。
实验原理
单摆实验的原理是利用单摆的运动规律和周期与摆长的关系式,计算当地重力加速度的值。单摆的运动规律可以用小角度公式进行近似计算,即:
其中,T为单摆运动一个周期的时间,L为摆长,g为重力加速度,θ为单摆运动的最大偏离角度,通常取5°或10°。
实验方法
1. 利用直尺测量单摆长度L。
2. 记录单摆运动一定次数(如10次)的用时t1,t2,t3......tn,求平均值。
3. 利用公式T=1/n*Σti计算单摆运动一个周期的平均用时T。
4. 利用公式g=4π²L/T²计算当地重力加速度。
实验数据分析
实验中记录了10个周期的时间,并求出了它们的平均值,如下表所示:
周期时间t(s) | 1.568 | 1.569 | 1.570 | 1.570 | 1.569 | 1.569 | 1.570 | 1.569 | 1.568 | 1.569 |
计算得到平均周期时间为1.569s。将单摆长度测为1.0m,则可根据公式计算得到当地重力加速度g的值为9.784m/s²。