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

4097. Дистанционное образование средствами сети интернет 40.5 KB
  Введение По прогнозам специалистов, в ближайшие пять лет две трети студентов в развитых странах будут учиться дистанционно. Получая при этом вполне реальные и качественные, а не виртуальные знания. И абсолютно реальный диплом о полученной специально...
4098. Электронное обучение 45.5 KB
  Электронное обучение При всех различиях в методиках, подходах и технологиях все решения электронного обучения так или иначе имеют своей целью обучение людей. Причем решение о внедрении тоже принимается людьми, люди выполняют установку и поддержку, л...
4099. Дистанционное образование 123 KB
  Содержание: Определение дистанционного образования Для чего нужно дистанционное образование Преимущества  Недостатки Нормативные аспекты Источники Дистанционное образование — образование, которое полностью или частично осуществляется с помощью...
4100. Управление маркетингом на предприятии 58 KB
  Управление маркетингом на предприятии Управление маркетингом на предприятии – совокупность служб, отделов, подразделений, в состав которых входят работники, занимающиеся определенным набором маркетинговых функций. Руководитель в сфере маркетинг...
4101. Анализ маркетинговой деятельности предприятия 206.5 KB
  Анализ маркетинговой деятельности предприятия Содержание Введение Глава 1. Теоретические основы анализа маркетинга предприятия 1.1. Анализ эффективности использования маркетинга 1.2. Анализ иммобилизованных внеоборотных активов с точки зрения рацион...
4102. Международные отношения Киевской Руси X – нач.XII веков 431 KB
  Введение. Киевская Русь – одно из самых больших государств средневековой Европы - сложилось в IX в. в результате длительного внутреннего развития восточнославянских племен. Ее историческим ядром было Среднее Поднепровье, где очень рано зародили...
4103. Международная экономическая интеграция на примере Евросоюза 401 KB
  Международная экономическая интеграция — характерная особенность современного этапа развития мировой экономики. В конце XX в. она стала мощным инструментом ускоренного развития региональных экономик и повышения конкурентоспособности н...
4104. Історія України. Соціально-політичні аспекти) 536.5 KB
  У посібнику розглядаються проблеми: соціальні структури і соціальні відносини в українському суспільстві в історичному контексті, їх роль в створенні оригінальної форми державності (до ХІХ ст.). Історія формування та діяльності громадських, культуро...
4105. Соціально політичні аспекти історії України 345 KB
  Історія формування та визначальні тенденції в розвитку освіти, науки, техніки як фундаментальних основ життя українського народу Лекція І. Історичні аспекти виникнення і функціонування освітних систем, становлення вищої освіти в Україні 1. Виникненн...