Для определения ускорения свободного падения на основе данных о колебаниях маятника, нужно воспользоваться формулой периода математического маятника. Формула периода ( T ) математического маятника длиной ( L ) имеет вид:
[ T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}, ]
где ( g ) — ускорение свободного падения.
Известно, что маятник совершил 50 колебаний за 90 секунд. Следовательно, период одного колебания ( T ) равен:
[ T = \frac{90 \, \text{с}}{50} = 1.8 \, \text{с}. ]
Подставим значение периода в формулу для периода маятника и решим относительно ( g ):
[ 1.8 = 2\pi \sqrt{\frac{0.8}{g}}. ]
Теперь выразим ( g ):
- Разделим обе стороны уравнения на ( 2\pi ):
[ \frac{1.8}{2\pi} = \sqrt{\frac{0.8}{g}}. ]
- Возведем обе стороны уравнения в квадрат, чтобы избавиться от квадратного корня:
[ \left(\frac{1.8}{2\pi}\right)^2 = \frac{0.8}{g}. ]
- Решим это уравнение относительно ( g ):
[ g = \frac{0.8}{\left(\frac{1.8}{2\pi}\right)^2}. ]
- Посчитаем численно:
[
g = \frac{0.8}{\left(\frac{1.8}{6.2832}\right)^2} = \frac{0.8}{\left(0.2865\right)^2} \approx \frac{0.8}{0.0821} \approx 9.74 \, \text{м/с}^2.
]
Таким образом, значение ускорения свободного падения, полученное на основе данных эксперимента, составляет приблизительно ( 9.74 \, \text{м/с}^2 ).