Используя маятник длиной 1,50 м с измерительной лентой, ценой деления 2 см, и секундомер с ценой деления 0,02 с, студент измерил время малых колебаний маятника в серии из десяти опытов. Результаты измерений (в секундах) были следующими: 73,70; 73,68; 73,74; 73,76; 73,64; 73,60; 73,70; 73,60; 73,70; 73,74. Определите интервал, содержащий истинное значение ускорения свободного падения, и запишите ответ в виде х-у без единиц измерения.
Apelsinovyy_Sherif
Для определения интервала, содержащего истинное значение ускорения свободного падения, нам понадобятся измеренные значения времени малых колебаний маятника и его длина.
Дано:
Длина маятника (\(L\)) = 1,50 м
Цена деления измерительной ленты (\(d_x\)) = 2 см = 0,02 м
Цена деления секундомера (\(d_t\)) = 0,02 с.
Мы можем использовать формулу для периода колебаний математического маятника:
\[T = 2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\]
где \(T\) - период колебания маятника, \(L\) - длина маятника, \(g\) - ускорение свободного падения.
Разделим обе части уравнения на \(2\pi\) и возведём в квадрат:
\[\frac{T^2}{(2\pi)^2} = \frac{L}{g}\]
Теперь мы можем заметить, что левая часть уравнения является постоянной величиной для данныйх измерений маятника. Обозначим её как \(K\):
\[K = \frac{T^2}{(2\pi)^2}\]
После этого, мы можем решить уравнение относительно \(g\):
\[g = \frac{L}{K}\]
Теперь, чтобы определить интервал, содержащий истинное значение ускорения свободного падения, нам нужно найти минимальное и максимальное значения для \(g\) на основе результатов измерений.
Давайте вычислим \(K\) для каждого измерения и затем найдем минимальное и максимальное значение:
\[K_1 = \frac{T_1^2}{(2\pi)^2}\]
\[K_2 = \frac{T_2^2}{(2\pi)^2}\]
...
\[K_{10} = \frac{T_{10}^2}{(2\pi)^2}\]
где \(T_1\), \(T_2\), ..., \(T_{10}\) - результаты измерений времени малых колебаний, соответствующие каждому из десяти опытов.
Теперь, чтобы найти искомый интервал, нам нужно найти минимальное и максимальное значение ускорения свободного падения (\(g_1\) и \(g_2\)) с использованием формулы \(g = \frac{L}{K}\):
\[g_1 = \frac{L}{K_1}\]
\[g_2 = \frac{L}{K_{10}}\]
Таким образом, интервал, содержащий истинное значение ускорения свободного падения, можно записать в виде \(g_1 - g_2\).
Выполним вычисления:
\[K_1 = \frac{73,70^2}{(2\pi)^2} \approx 18,678\]
\[K_{10} = \frac{73,74^2}{(2\pi)^2} \approx 18,686\]
\[g_1 = \frac{1,50}{18,678} \approx 0,080\ м/c^2\]
\[g_2 = \frac{1,50}{18,686} \approx 0,080\ м/c^2\]
Таким образом, интервал, содержащий истинное значение ускорения свободного падения, можно записать в виде \(0,080 - 0,080\ м/c^2\). Но поскольку значения одинаковы, ответ будет иметь вид \(0,080\ м/c^2\).
Дано:
Длина маятника (\(L\)) = 1,50 м
Цена деления измерительной ленты (\(d_x\)) = 2 см = 0,02 м
Цена деления секундомера (\(d_t\)) = 0,02 с.
Мы можем использовать формулу для периода колебаний математического маятника:
\[T = 2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\]
где \(T\) - период колебания маятника, \(L\) - длина маятника, \(g\) - ускорение свободного падения.
Разделим обе части уравнения на \(2\pi\) и возведём в квадрат:
\[\frac{T^2}{(2\pi)^2} = \frac{L}{g}\]
Теперь мы можем заметить, что левая часть уравнения является постоянной величиной для данныйх измерений маятника. Обозначим её как \(K\):
\[K = \frac{T^2}{(2\pi)^2}\]
После этого, мы можем решить уравнение относительно \(g\):
\[g = \frac{L}{K}\]
Теперь, чтобы определить интервал, содержащий истинное значение ускорения свободного падения, нам нужно найти минимальное и максимальное значения для \(g\) на основе результатов измерений.
Давайте вычислим \(K\) для каждого измерения и затем найдем минимальное и максимальное значение:
\[K_1 = \frac{T_1^2}{(2\pi)^2}\]
\[K_2 = \frac{T_2^2}{(2\pi)^2}\]
...
\[K_{10} = \frac{T_{10}^2}{(2\pi)^2}\]
где \(T_1\), \(T_2\), ..., \(T_{10}\) - результаты измерений времени малых колебаний, соответствующие каждому из десяти опытов.
Теперь, чтобы найти искомый интервал, нам нужно найти минимальное и максимальное значение ускорения свободного падения (\(g_1\) и \(g_2\)) с использованием формулы \(g = \frac{L}{K}\):
\[g_1 = \frac{L}{K_1}\]
\[g_2 = \frac{L}{K_{10}}\]
Таким образом, интервал, содержащий истинное значение ускорения свободного падения, можно записать в виде \(g_1 - g_2\).
Выполним вычисления:
\[K_1 = \frac{73,70^2}{(2\pi)^2} \approx 18,678\]
\[K_{10} = \frac{73,74^2}{(2\pi)^2} \approx 18,686\]
\[g_1 = \frac{1,50}{18,678} \approx 0,080\ м/c^2\]
\[g_2 = \frac{1,50}{18,686} \approx 0,080\ м/c^2\]
Таким образом, интервал, содержащий истинное значение ускорения свободного падения, можно записать в виде \(0,080 - 0,080\ м/c^2\). Но поскольку значения одинаковы, ответ будет иметь вид \(0,080\ м/c^2\).
Знаешь ответ?