2496

Изучение математического маятника. Изучение колебаний груза на пружине

Лабораторная работа

Физика

Цель: определить ускорение свободного падения методом математического маятника. Математический маятник – это материальная точка, подвешенная на невесомой нерастяжимой нити. Составить уравнение гармонических колебаний для пружинного маятника.

Русский

2014-11-16

28.97 KB

151 чел.

Лабораторная работа №1 по теме

«Изучение математического маятника»

Цель: определить ускорение свободного падения методом математического маятника.

Оборудование: штатив с лапкой, нерастяжимая невесомая нить, груз, секундомер, линейка.

  1.  Теоретическая часть.

  1.  Математический маятник – это материальная точка, подвешенная на невесомой нерастяжимой нити
  2.  Колебательная система математического маятника

 

    3.Динамика математического маятника

Положение равновесия I з.Н mg + T = 0

Mgу у

Маятник отклонен на угол ά – равновесие нарушено, так что Fp всегда направлена на положение равновесия. II. з.Н

 

  

 О        А (ЕК       , Еп     )        υкон =0, Р/З

А         О (Еп       ,Ек    )        Р/у и в т. О υmax 

Положение равновесия проходится по инерции

4.Колебания, совершаемые математическим маятником, являются гармоническими колебаниями с

  1.  Практическая часть
  2.  Измерим длину нити L=68,2см = 0,682м
  3.  Определим время, за которое совершается

5 колебаний t=8c

6 колебаний t=9c

7 колебаний t=11c

  1.  Расчет периода

Тср. =

Т1 =

Т2 =

Т3 =

Тср =

  1.  Т=2п

Т2=4п2

T2g=4п2L

G=

Gср. =

  1.  Оценка абсолютной и относительной погрешности

g= 10.5-9.8 =0.7 м/с2


δ%=

III.Вывод

Я считаю, что цель работы была выполнена.

В ходе проделанной работы был повторен теоретический материал по теме «математический маятник».

Я научилась определять время, за которое совершаются определенное количество колебаний, с помощью секундомера. Так же рассчитывать период и оценивать абсолютную и относительную погрешность.

Наличие ошибок в конечно ответе можно объяснить тем, что период был рассчитан не верно, из-за этого в оценке абсолютной и относительной погрешности возможен неудовлетворительный результат. Работа считается выполненной при условии, что  результат будет ≤0%, но ≥10%.  

Лабораторная работа №2 по теме

«Изучение колебаний груза на пружине»

Цель: 1. Составить уравнение гармонических колебаний для пружинного маятника.

  1.  Определить жесткость пружины 2 способами.

Оборудование: штатив, пружина, набор грузов, линейка, секундомер.

I.Теоретическая часть

1. Колебательная система пружинного маятника

Опора

Пружина

Груз

Земля

Fупр.

mg

Fс.в. 0          Fтр.  0          mпруж.«mгр.

2.Динамика пружинного маятника

mg + Fупр. =0  Iз. Н

υ=0

-max удлинение пружины

Fупр.>mg и возникли вертикальные колебания mg+Fупр. ≠0    IIз.Н, р/у

  1.  Гармонические колебания x=xmcosωt,φ0=0

Период этих колебаний определяется по формуле  ,где К-жесткость пружины

Примечание: период гармонических колебаний не зависит от амплитуды (проверим на опыте)

  1.  Практическая часть
  2.  M=0.2 кг

N

t(c)                

T(c)

Tср. (с)

5

4,9

0,98

        0,99

10

1

1

15

15,2

1,01

Tср. =

  1.  Расчет жесткости пружины

T=2П

T2=

T2k=4П2m

K=

Kср=м/с2

  1.  M=0.3кг

N

t

T

Tср

5

6

1,2

1,21

10

12,3

1,23

15

18,5

1,22

Тср.=

К=Н/м

Расчеты показывают, что коэффициент жесткости определяется достаточно точно.

  1.  II. Способ определения «К» состоит в использовании закона Гука

Mg=Fупр.          Mg=kx          k=,x=l-l0

M=0.3кг

L0=10.2см=0,102м

L=42.8см=0,428м

К=Н/м

  1.  Составим уравнение гармонических колебаний для математического маятника

Φ0=0

Xm=5см=0,05м-амплитуда

W=

W1=(рад/с)

х       хm cos wt  =0.05cos*2.02Пt

 IIx=0.05 cos*Пt

III.Вывод

Я считаю, что цель работы была выполнена т.к результат работы получился удовлетворительным.

Был повторен теоретический материал по темам «Гармонические колебания пружинного маятника», «Математический маятник», «Динамика».

Я получила практические навыки по расчету жесткости пружины. А так же научилась составлять уравнения для гармонических колебаний математического маятника.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

37881. Создание и редактирование документов в Microsoft Word 15.96 KB
  Создать пользовательский стиль согласно варианту: № варианта Задание А Ж Изменить стиль заголовка 1: Шрифт Times New Romn 20 пт полужирный интервал раздвинутый 2 пт; Абзац выравнивание по центру отступ сверху 13 пт снизу 6 пт красная строка 0 см; Выделение подчеркнуть и сделать цветной фон инструментом Границы и заливка. З М Изменить стиль заголовка 2: Шрифт Courier New Cyr 14 пт полужирный курсив интервал уплотнённый 06 пт; Абзац выравнивание по ширине отступ сверху 8 пт снизу 4 пт красная строка 0 см;...
37882. ИЗУЧЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК 333.5 KB
  Определение скорости полета пули с помощью крутильного баллистического маятника. Экспериментально определить скорость пули из пружинного пистолета с помощью крутильного баллистического маятника Рис. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И ПРИНЦИП ЕЕ РАБОТЫ Принципиальная схема баллистического крутильного маятника приведена на рис. На стержнях в засечках с помощью прижимных винтов крепятся два перемещаемых груза 4 которые располагают симметрично относительно оси вращения маятника.
37883. Определение изменения энтропии твердого тела при его нагревании и плавлении 244 KB
  9 Лабораторная работа № 128 Определение изменения энтропии твердого тела при его нагревании и плавлении 1. Цель работы Определение изменения энтропии твердого тела при его нагревании и фазовом переходе первого раза на примере нагревания и плавления олова.1 Обратимым называют такой процесс при котором система может быть возвращена в исходное состояние и при этом все окружающие ее тела будут в том же состоянии что и в первоначальном. Изменение энтропии твердого тела при его нагревании и плавлении можно определить используя зависимость...
37884. Определение коэффициента взаимной диффузии воздуха и паров воды по скорости испарения жидкости 983 KB
  12 Лабораторная работа № 130 Определение коэффициента взаимной диффузии воздуха и паров воды по скорости испарения жидкости 1. Изучение диффузии как одного из явлений переноса в газах. Определение коэффициента взаимной диффузии воздуха и паров воды по скорости испарения воды.1 где проекция вектора градиента концентрации молекул переносимого вещества на указанную ось х D коэффициент диффузии.
37885. Изучение наглядно-действенного мышления у дошкольников 223.5 KB
  Мышление – это психический процесс обобщенного и опосредованного отражения устойчивых, закономерных свойств и отношений действительности, существенных для решения познавательных проблем, схематической ориентации в конкретных ситуациях.
37886. УСТАНОВКА ОБЕРБЕКА 300.5 KB
  ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Согласно основному закону динамики вращательного движения угловое ускорение твёрдого тела способного вращаться вокруг неподвижной оси определяется суммой проекций моментов всех внешних сил на ось вращения: 1 где Mi проекция момента i той силы действующей на тело на ось вращения ε угловое ускорение I момент инерции тела относительно оси вращения. Прибор носит название установка или крест Обербека. Ось закреплена в подшипниках так что вся система может вращаться вокруг горизонтальной оси....
37887. ИСПЫТАНИЕ ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ 223.16 KB
  атериальное обеспечение. Вытяжной вентиляционный шкаф с воздуховодом, оборудованный шторкой для изменения площади рабочего проёма; анемометр крыльчатый АСО-3, секундомер; комбинированный приёмник воздушного давления, микроманометр многопредельный с наклонной трубкой ММН-240(5)-1,0, шумомер ШУМ-1М.
37888. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 110. 297.5 KB
  4 ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ОСИ КОЛЬЦЕВОЙ КАТУШКИ Методическое указание к выполнению лабораторной работы по курсу общей физики для студентов инженерно технических специальностей Калининград 2006 1. Цель работы: Исследование магнитного поля на оси катушки: измерить магнитную индукцию в различных точках на оси кольцевой катушки; построить график изменения магнитной индукции вдоль оси катушки; проверить результаты измерения расчётом. Для кольцевой катушки содержащей витков:...
37889. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ДИПОЛЬНОЙ МОДЕЛИ СЕРДЦА 73 KB
  2 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ДИПОЛЬНОЙ МОДЕЛИ СЕРДЦА ЛИТЕРАТУРА: Ремизов А. построение кардиограммы дипольной модели сердца. Будем считать что плечо диполя сердца через равные промежутки времени t в условных единицах последовательно принимает значения l приведенные в таблице. Эти графики будут соответствовать кардиограммам I II III отведений на треугольнике Эйнтховена нашей дипольной модели сердца.