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

152 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

8646. Бытие. Определение понятия былия 30.15 KB
  Бытие Определение понятия бытия. Проблема субстанции. Основные формы бытия. Основные свойства бытия: движение, пространство и время, системность, самоорганизация и сознание. Определение понятия бытия. Один из ц...
8647. Философия истории. Основные точки зрения на исторический процесс, подходы 51.5 KB
  Философия истории. Основные точки зрения на исторический процесс, подходы. Формационный подход Маркса, Энгельса, Ленина. 3.Цивилизационный подход Тойнби. Культурологический подход Шпенглера. Иные подходы к историческому процессу. В своих взгля...
8648. Диалектика. Понятие и категории диалектики 42.5 KB
  План. Понятие движения и развития. Основные законы диалектики. Основные категории диалектики. Динамическая, статистическая закономерности. Детерминизм и индетерминизм Диалектика (спор, дискуссия) - это такое видение мира, где п...
8649. Философия Нового времени (философия 17 века) 234 KB
  Философия Нового времени План. Общая характеристика философии Нового времени. Ф. Бекон, Р. Декарт. Т.Гоббс.Д.Локк. Б. Спиноза, Г. Лейбниц. Дж.Беркли, Д. Юм Ключевые понятия Деизм - учение, которое признаёт Бога в качест...
8650. Культура и цивилизация. Цивилизация: понятие и типы. Современная цивилизация 53 KB
  Культура и цивилизация. Понятие культуры. Структура и функции культуры. Соотношение национального и общечеловеческого в культуре. Традиции и новаторство в культуре. Цивилизация: понятие и типы. Современная цивилизация...
8651. Культура и цивилизация. Национальное и общечеловеческое в культуре 39 KB
  Культура и цивилизация План: Понятие культуры Структура и философия культуры Национальное и общечеловеческое в культуре Традиции и новаторство Цивилизация. Понятие и типы. Понятие культуры Человек живет и развивается в ...
8652. Проблемы человека в философии 47 KB
  Проблемы человека в философии Вводная часть Человек и природа. Природное и социальное в человеке Человек в системе социальных отношений Человек и исторический процесс Личность и массы Свобода и необходимость Чело...
8653. Познание. Научное познание 56 KB
  Познание. Научное познание План: Проблема познаваемости мира. Что такое познание и знание. Субъект и объект познания. Структура познания. Истина и ее критерии. Наука и ее основные особенности. Научное познание Метод и методология П...
8654. Общество. Правовое государство и гражданское общество 174.5 KB
  Общество. План: Философское понятие общества Общество как система. Основные подсистемы общества Общество как исторический процесс Источники и факторы развития общества. Правовое государство и гражданское общество...