Hvordan man beregner tyngdeaccelerationen

Hvordan man beregner tyngdeaccelerationen

Videnskab historikere kredit Isaac Isaac Newton med "opdage" tyngdekraften, men Galileo først kvantificeret processen, angiveligt ved at droppe kanonkugler fra det skæve tårn i Pisa. I dag, en fremskyndelse af et nedfaldende objekt, ignorerer luftmodstand, repræsenterer en af de grundlæggende fysiske konstanter: 9.807 meter i sekundet kvadreret (m/s ^ 2) eller 32.17 fødder i sekundet firkant. Mange fysikstuderende gennemfører en lang række eksperimenter under deres uddannelse til at kontrollere disse konstanter. En af de mere almindelige eksperimenter--kaldet "frit fald metode"--indebærer droppe et objekt fra en højde på 10 til 20 fod (3 til 6 m) og måle tiden kræves for objektet for at ramme jorden. En alternativ eksperiment, kaldet "pendul-metoden," indebærer måling af den tid, der kræves for et pendul rejse en fuld cyklus. Studerende og hobbyfolk kan udføre enten eksperiment ved hjælp af husholdningernes materialer og et stopur.

Instruktioner

Frit fald metode

1 måle højden fra en anden historie vindue til jorden med et målebånd. Måle fra et praktisk referencepunkt, som karmen, fordi objektet skal være faldet fra det præcise punkt hvor målingen blev taget.

2 Placer objektet på det punkt, hvor målingen blev taget i trin 1 og holde et stopur i anden hånden. Starte stopuret i øjeblikket du slipper objektet og stop stopuret øjeblik objektet rammer jorden.

3 Gentag trin 2 mindst to gange og derefter gennemsnitlige resultater for at bestemme den gennemsnitlige tid, "t."

4 måle højden af vinduet i m. Hvis du målt i fod, konvertere de til fraktioneret fødder med en decimal. En højde af 15 fod, 6 inches, for eksempel, ville repræsentere 15,5 fødder. Nu konvertere højden til m ved multiplikation med 0.3054. I dette tilfælde 15,5 fødder * 0.3054 m pr. fod = 4.73 m.

5 erstatte højde i meter som afstanden, "d", og gennemsnitlige tid, som "t" i ligningen en = 2d / t ^ 2, hvor "en" repræsenterer tyngdeaccelerationen. I eksemplet med d = 4.73 m fra trin 4, og antager en gennemsnitlig tid 0.98 sekunder, en = 2d / t ^ 2 = (2 * 4.73 m) / (0,98 s) ^ 2 = 9,85 m/s ^ 2 (32.32 fødder/s ^ 2).

Pendulet metode

1 binde eller tape en vægt til en streng og derefter sikre streng til et loft, således at vægten kan svinge frit i en bevægelse, pendul.

2 måle længden af strengen i m ved hjælp af et målebånd og optage denne værdi som længde, eller "Larsen"

3 drage tilbage og frigive vægten, således at det svinger frit og starte stopuret i øjeblikket du slipper vægten. Tillad pendulet til at rejse gennem fem komplette perioder og stop stopuret på højden af sin rejse tilbage til sit udgangspunkt. Registrere tid som T (i alt).

4 dele T (samlede) af 5 til at bestemme det gennemsnitlige tidsrum pendulet, T (avg).

5 hvis du registreret strenglængden i inches, skal du konvertere til m. Multiplicere længden i inches af 0.0254. For et pendul længde 37 inches, for eksempel, L = 37 inches * 0.0254 m/inches = 0.940 meter.

6 erstatning L og T(avg) i ligningen g = (4 * pi ^ 2 * L) / T (avg) ^ 2. Ved hjælp af eksempeldataene fra trin 5 med en gennemsnitlig periode T(avg) på 1,95 sekunder, g = (4 * pi ^ 2 * L) / T ^ 2 = (4 * 3.14 ^ 2 * 0.940 m) / (1,95 s) ^ 2 = 9,75 m/s ^ 2 (32 fod/s ^ 2).

Related Articles