Feladat: 266. fizika mérési feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):  Kocsis Vilmos ,  Kőrösi Márton ,  Láng Marcell ,  Meszéna Balázs ,  Roósz Gergő 
Füzet: 2006/december, 567 - 568. oldal  PDF file
Témakör(ök): Állandó (permanens) mágnes, Síkinga, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2006/január: 266. fizika mérési feladat

Készítsünk egy mágnes és egy lágyvas felhasználásával ,,mágneses ingát''! Az asztalra rögzített egyik test felett lengjen a másik! Vizsgáljuk meg az inga mozgását a kitérítés szögének és a testek egyensúlyi távolságának függvényében!

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Megoldás. A méréshez egy számítógépből kiszerelt hangszórómágnest használtam, ami azért tűnt jó választásnak, mert a kb. 32 mm-es átmérőjű lapja felett nagyjából állandó mágneses teret biztosít. Az inga fonalának (cérnaszáljának) hosszát 70,0 cm-nek választottam, melyre pillanatragasztóval egy 12 mm átmérőjű lágyvas golyót erősítettem. A mágnes és a golyó középpontjának h távolságát különböző értékekre állítottam be (95mmh5mm), és megmértem (rendszerint 10‐10 lengést megfigyelve) az inga T periódusidejét.

 
 

A kezdeti kitérítési szögeket úgy választottam meg, hogy
a) a golyó mindvégig a mágneshenger teteje felett maradjon, ekkor a lengések amplitúdója kb. 1,5 cm volt;
b) a golyó csak kis mértékben hagyja el a mágnest, ekkor a lengések amplitúdója kb. 3 cm volt;
c) a golyó jelentős mértékben hagyja el a mágnest, ekkor a lengések amplitúdója legalább 4 cm volt.
A lengésidőket táblázatba foglaltam és h függvényében grafikusan is ábrázoltam. A mérési adatokból jól látható, hogy h-t fokozatosan csökkentve egy bizonyos értékig (kb. 55‐60 mm-ig) T állandó, ez alatt azonban a periódusidő rohamosan csökken, a lengés frekvenciája nő. Ez a hatás annál erősebben jelentkezik, minél kisebb a kitérítés szöge.
A mérés pontosságát az határozza meg, hogy az inga hosszát és a kitérítésének értékét milliméteres, 10 lengés idejét pedig tizedmásodperces pontossággal tudtam mérni. Az időmérés statisztikus hibája (többször elvégzett mérés eredményeinek szórása) sokkal nagyobb volt, mint a leolvasási pontosság, így itt a statisztikus hiba volt a mértékadó.