سوال ۱۲ — سؤال ۱۲ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — مرداد ۱۴۰۵

آونگ را با زاویهٔ انحراف کوچک به نوسان درمی‌آوریم و با زمان‌سنج، زمان تعداد مشخصی از نوسان‌ها را اندازه‌گیری می‌کنیم؛ به کمک رابطهٔ $T = \dfrac{t}{n}$ دورهٔ آونگ را محاسبه می‌کنیم و با رابطهٔ $T = 2\pi\sqrt{\dfrac{L}{g}}$ شتاب گرانشی را به دست می‌آوریم.

پایهٔ این آزمایش، رابطهٔ دورهٔ تناوب آونگ ساده است (برای زاویه‌های انحراف کوچک):

طول آونگ ($L$) معلوم است؛ پس اگر دورهٔ تناوب ($T$) را اندازه بگیریم، $g$ به دست می‌آید. مراحل کار:

۱. آونگ را کمی از وضع تعادل دور می‌کنیم (زاویهٔ انحراف کوچک، چون رابطهٔ بالا فقط برای زاویه‌های کوچک درست است) و رها می‌کنیم تا نوسان کند.

۲. با زمان‌سنج، مدت زمان $t$ را برای تعداد مشخصی نوسان کامل، مثلاً $n = 20$ نوسان، اندازه می‌گیریم. اندازه‌گیری زمانِ چند نوسان به جای یک نوسان، خطای اندازه‌گیری را کم می‌کند.

۳. دورهٔ تناوب را حساب می‌کنیم:

۴. از رابطهٔ دورهٔ آونگ، $g$ را به دست می‌آوریم: