11596

Изучение собственных колебаний пружинного маятника

Лабораторная работа

Физика

Изучение собственных колебаний пружинного маятника Цель работы: исследовать зависимость параметров колебательного движения от свойств пружины. Приборы и принадлежности: пружинный маятник секундомер набор грузов. Порядок выполнения работы: Упражнение 1. О...

Русский

2013-04-10

190 KB

90 чел.

«Изучение собственных колебаний пружинного маятника»

Цель работы: исследовать зависимость параметров колебательного движения от свойств пружины.

Приборы и принадлежности: пружинный маятник, секундомер, набор грузов.

Порядок выполнения работы:

Упражнение 1. Определение коэффициента жесткости пружины при статическом нагружении.

1. Последовательно нагружая пружину 1 грузами массой , измерил удлинение , вызванное каждыми из этих грузов, выполнил то же самое для пружины 2

Пружина 1:     Пружина 2:

=200 г; =21 мм;   =200 г; =23 мм;

=300 г; =41 мм;   =300 г; =29 мм;

=400 г; =67 мм;   =400 г; =42 мм;

=500 г; =90 мм;   =500 г; =55 мм;

  1.  По формуле  рассчитал коэффициент жесткости для первой пружины,  аналогично рассчитал коэффициент жесткости  для второй пружины.

 

Пружина 1                                                      Пружина 2

                                     

                                      

                                      

                                  

  1.  Нашел среднее значение  и погрешность в определении  по формуле:

      , где n – число измерений. Проделал то же самое для пружины 2.

Пружина 1     Пружина 2

    

  

    

Упражнение 2. Определение логарифмического декремента затухания.

  1.  К пружине 1 подвесил груз массой m=500 г. Отвел груз от положения равновесия на 20 мм. Возбудил колебания груза на пружине. Измерил число колебаний, за которое амплитуда колебаний изменится с 20 до 15 мм. Опыт повторил 5 раз. Нашел логарифмический декремент затухания:

      , где n – число колебаний;  - начальная амплитуда; - амплитуда -го колебания.

; ; ; ;;

  1.  Нашел  и :

      ; ; .

 Закрепил на пружине демпфер. Определил, как указано выше, логарифмический декремент затухания. Сравнил логарифмический декремент затухания при наличии демпфера и без него.  

; ;;

; ; ;;

Упражнение 3. Определение коэффициента жесткости при динамическом                                                            нагружении.

  1.  Выбрал пружину 1, исследованную статическим методом. К пружине подвесил груз массой  и возбудил колебания. Используя секундомер, измерил 5 раз время 10 полных колебаний () и вычислил период по формуле:

, где =10.

      

    Нашел .

2.  Проделал с грузами  то же самое.

Масса                      Масса                     Масса                              Масса

                        =0,46                         =0,46                              =0,46

                      =0,46                         =0,46                              =0,40

                       =0,35                       =0,52                               =0,46

                       =0,35                       =0,40                                =0,35

                       =0,40                        =0,46                              =0,52

<T>=0,28                      <T>=0,40                      <T>=0,46                              <T>=0,91

3. Используя результаты измерений, построил график зависимости квадрата периода колебаний  от массы m.

4. Нашел из графика .    .

5.По формуле  вычислил коэффициент жесткости. 59

6. Сравнил значения жесткости пружины, полученные статическим методом и из углового коэффициента графика. Результаты отличаются друг от друга на 10,49. Эта разница объясняется погрешностью измерительных приборов метода измерения.  

Вывод: я научился определять коэффициент жесткости пружины при статическом нагружении, логарифмический декремент затухания, коэффициент жесткости при динамическом нагружении.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

40829. ПЛАНИРОВАНИЕ МАШИННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ С МОДЕЛЯМИ СИСТЕМ 223.5 KB
  Частные задачи планирования машинных экспериментов уменьшение затрат машинного времени на моделирование увеличение точности и достоверности результатов моделирования проверка адекватности модели и т. План эксперимента определяет объем и порядок проведения вычислений на ЭВМ приемы накопления и статистической обработки результатов моделирования системы S. Таким образом при машинном моделировании рационально планировать и проектировать не только саму модель Мм системы S но и процесс ее использования т. При планировании эксперимента...
40830. РЕШЕНИЕ СИСТЕМ ЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ 1 MB
  Основные понятия и определения Выделяют четыре основные задачи линейной алгебры: решение СЛАУ вычисление определителя матрицы нахождение обратной матрицы определение собственных значений и собственных векторов матрицы. Задача отыскания решения СЛАУ с n неизвестными одна из наиболее часто встречающихся в практике вычислительных задач так как большинство методов решения сложных задач основано на сведении...
40831. АППРОКСИМАЦИЯ ФУНКЦИЙ 939 KB
  Как упростить вычисление известной функции fx или же ее характеристик если fx слишком сложная Ответы на эти вопросы даются теорией аппроксимации функций основная задача которой состоит в нахождении функции y=x близкой т. Обоснование способов нахождения удачного вида функциональной зависимости и подбора параметров составляет задачу теории аппроксимации функций. В зависимости от способа подбора параметров получают различные методы аппроксимации; наибольшее распространение среди них получили интерполяция и среднеквадратичное...
40832. ВЫЧИСЛЕНИЕ ПРОИЗВОДНЫХ И ИНТЕГРАЛОВ 654 KB
  При аппроксимации операторов численного дифференцирования и интегрирования наибольшее распространение ввиду своей простоты нашли интерполяционные формулы Ньютона. Формулы численного дифференцирования Формулы для расчета производной в точке x получаются следующим образом. Такие формулы называют простейшими формулами численного дифференцирования.3 получается три важные формулы второго порядка точности: 4.
40833. МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ УРАВНЕНИЙ 748 KB
  Точное решение удается получить в исключительных случаях и обычно для нахождения корней уравнения применяются численные методы. Первая задача решается графическим методом: на заданном отрезке [ b] вычисляется таблица значений функции с некоторым шагом h строится ее график и определяются интервалы длиной h на которых находятся корни.1 в случаях и в значение корня совпадает с точкой экстремума функции и для нахождения таких корней можно использовать методы поиска минимума функции описанные в...
40834. МЕТОДЫ НАХОЖДЕНИЯ МИНИМУМА ФУНКЦИИ ОДНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ 869.5 KB
  Постановка задачи Задача нахождения минимума функции одной переменной minfx нередко возникает в практических приложениях. Кроме того многие методы решения задачи минимизации функции многих переменных сводятся к многократному поиску одномерного минимума. Задача ставится следующим образом: требуется найти такое значение xm из отрезка [ b] при котором достигается минимум функции ym=fxm т.
40835. Президенти Міжнародного олімпійського комітету 165 KB
  Президенти Міжнародного олімпійського комітету МОК План лекції 1. Президенти МОК: основні моменти біографії та вплив діяльності на зміни в олімпійському русі: Д. Відповідно до Олімпійської хартії затвердженої на цьому конгресі президент МОК мав представляти країну що проводить чергові Олімпійські ігри. Вікелас у віці 59 років був обраний першим президентом МОК.
40836. Соціально-політичні і правові аспекти сучасного олімпійського спорту 79 KB
  З підвищенням рівня популярності і міжнародної ваги Олімпійських ігор останні виявилися ареною суперництва не тільки самих спортсменів і навіть не тільки їх національних збірних але держав і груп держав за світове визнання і вплив. Одним з неминучих следствій що розвернулася і продовжувалася до цього дня навколо і усередині Олімпійських ігор міждержавної політичної боротьби стали і різні способи публічної демонстрації відношення до тих або інших держав або груп держав. Це може бути демонстративна відмова в ході підготовки і проведення...
40837. Менеджмент та оптимізація структури капіталу підприємства 106 KB
  Менеджмент та оптимізація структури капіталу підприємства 1. Особливості руху капіталу підприємства Під загальним поняттям капітал підприємства розуміють такі його види що характеризуються в даний час декількома десятками термінів. Розглянемо більш докладно окремі види капіталу підприємства відповідно до основних класифікаційних ознак. Ця частина активів сформована за рахунок інвестованого в них власного капіталу являє собою чисті активи підприємства.