Модуль 1. Механика

Лабораторная работа №2

«Определение ускорения свободного падения»

Краткая теория

Гравитационное поле Земли или поле тяготения, (как и любое другое поле), это особый вид существования материи и представляет собой область пространства вокруг Земли (как массы), в котором на любую другую массу обнаруживается действие силы.

Эта сила определяется законом всемирного тяготения Ньютона:

(1)

где – гравитационная постоянная, – расстояние между центрами взаимодействующей тел.

В данном случае .

Основными характеристиками гравитационного поля являются: напряжённость и потенциал.

В данной работе мы будем определять напряжённость поля – силовую характеристику его, которая численно равна силе, действующей на единицу массы в данной точке поля:

Напряжённость поля по размерности совпадает с ускорением и величина эта называется ускорением свободного падения.

Ускорение свободного падения поля Земли или напряжённость поля можно найти, используя законы колебания математического маятника. Математическим маятником называется идеализированная система, состоящая из подвешенной длинной невесомой нерастяжимой нити с грузом на конце, размерами которого можно пренебречь. Период колебания математического маятника зависит от значения ускорения свободного падения в данном месте Земли:

(3)

где l – длина нити математического маятника.

Из формулы (3) найдём .

(4)