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

146 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

59805. Учителю, низький тобі уклін! 110 KB
  1й ведучий Мудрий далекоглядний самовідданий терплячий лагідний і суворий все це ти дорогий наш учителю 2й ведучий Вам шановні педагоги 3й ведучий Вам дорогі наші порадники і наставники Всі разом Присвячуємо наш концерт 3й ведучий...
59806. Ісус Христос – ідеал для наслідування 58.5 KB
  Одній милій француженці на ім’я Габріель що жила у минулому столітті і в очищеному серці часто чула голос Спасителя якось Учитель сказав: €œДивися на Моє життя як на зразок з якого ти повинна списувати як маленька дівчинка свої учнівські роботиâ€. Бо є тільки мить між минулим і майбутнім саме вона називається життям. Звідти ти побачиш світ і власне життя в інших вимірах в інших цінностях. Життя кожної людини уподібнене дорозі на вершину гори.
59807. Сценарій свята для учнів 6-7 класів «Мала хата – гостей багато» (українські вечорниці) 517.5 KB
  До хати збираються дівчата. Одарка Марійка разом зітхають і притуляються до нього: Микола Господар: Одарко чи чуєш Одарко Ти ще й досі не зварила вечері а вже скоро почнуть сходитися дівчата.
59808. Українські вечорниці. Виховний захід у 4 класі 124.5 KB
  Пісня Як у нас на Україні Додаток Колядка ’’Добрий вечір тобі пане господарю’’ Добрий вечір тобі пане господарю радуйся Ой радуйся земле Син Божий народився Застеляйте столи та все килимами радуйся Ой радуйся земле Син Божий народився...
59809. До родини на гостину 42.5 KB
  Сидить бабуся з дітьми. Стукіт у двері Бабуся О хтось до нас іде Заходять діти. Діти Добридень Бабуся Здоровенькі були Ласкаво просимо до нашої світлиці Ведуча Діти Ми завітали до української хати.
59811. Христос Воскрес – радійте люди! 81 KB
  Виходять три дівчинки з писанками в руках. Iша: Нумо поцокаймося писанками чия найміцніша Дівчатка цокаються. Дівчинка Орися: Ага моя писанка усі ваші побила Бачите яка вона гарна і міцна IIга дівчинка: Подумаєш Дівчата ходім гагілки водити а пасанку свою ти ...
59812. Великдень-найбільше свято України 82 KB
  War die heutige Stunde interessant? Was hat euch gut bzw. nicht gut gefallen? Ihr habt heute sehr gut gearbeitet. Alle waren aktiv. Alle bekommen heute gute Noten.
59813. Світле свято Великодня 92 KB
  В мене вдача щира й сміла І душа моя здорова Українська в мене мова. А моя бабуся вчила мене що шкаралупи від писанок зберігають а потім вивішують на городі на палицях щоб у землі не заводилися червяки.