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

147 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

42999. Розрахунок деталі вал-шестерня 2.02 MB
  При проектуванні дискових шеверов необхідно прагнути до вибору максимальних зовнішніх діаметрів шевера. Якщо пройняти до уваги що вказані параметри гвинтового зачіпляє роблять вплив на розміри дискового шевера то останні повинні бути різними у міру переточування зубів шевера. Це зумовлює одну з особливостей розрахунку дискового шевера необхідність визначення розмірів шевера при різних ступенях його сточенності. Це умова забезпечення повної обробки активної частини профілю колеса є основним при розрахунку шевера.
43001. Круглый фасонный резец с радиальной подачей для обработки деталей 1.1 MB
  Форма режущего лезвия определяется формой обрабатываемого изделия формой профиля обрабатываемой поверхности. 57 квалитеты; Идентичность формы причем точность фасонного резца на одиндва класса выше детали; Высокая производительность обработки за счет экономии времени обрабатываются одновременно все участки фасонного профиля детали; Большой срок службы за счет увеличения количества переточек по передней поверхности; Применение фасонных резцов не требует высокой квалификации рабочего. При изучении исходных данных следует...
43002. Динамический и силовой анализ механизма 99.5 KB
  Динамический анализ механизма включает в себя определение движущего момента такого, чтобы звенья механизма двигались с заданными скоростями при заданных нагрузках и массах действующих на механизм. Формула для определения движущего момента
43003. Расчет заготовки коробчатой формы 364.5 KB
  Основной критерий оборудования − это номинальное усилие пресса. 1 операция Вырубка заготовки При вырубке круглой заготовки необходимо учитывать следующие усилия: Pвыр− усилие затрачиваемое на вырубку заготовки пуансоном; Рпрот− усилие затрачиваемое на проталкивание заготовки пуансоном через отверстие в матрице; Ртр− усилие затрачиваемое на трение отхода о пуансон. Усилие операции: Pоп = Pвыр Рпрот Ртр. Усилие вырубки заготовки: k=1113 коэффициент учитывающий притупление режущих кромок неравномерность зазора...
43004. Создание проектной базы для внедрения в отечественную строительную практику комплектной системы KNAUF, обеспечивающей "сухой" (без использования мокрых процессов) способ высококачественной отделки помещений 2.22 MB
  Сборные гипсокартонные перегородки системы KNUF применяются как внутренние ограждающие конструкции помещений с сухим нормальным и влажным режимом см. Перегородки и узлы разработанные в настоящей серии предназначены для применения в жилых общественных и производственных зданиях: любых конструктивных систем и типов; любого уровня ответственности включая повышенный; любой степени огнестойкости включая Iую степень; различной этажности с высотой зданий не более 60 м; возводимых в ветровых районах до Vго включительно;...
43005. Проектування промислового будинку, район будівництва, м.Кременчук 183.5 KB
  Опис планувальнопросторового рішення будинку. Вихідні дані Для проектування промислового будинку в завданні зазначається: район будівництва м. Перший етап: вивчення завдання методичних вказівок літератури розробка варіантів їх обємнопланувальних рішень розрахунок адміністративнопобутових приміщень вибір конструкцій виробничого цеху розробка ескізних рішень промислового будинку які затверджуються викладачем. Маркувальний план виробничого будинку.
43006. Технологическая карта на многоэтажное каркасное здание 435 KB
  Для правильного и эффективного решения всех вопросов, касающихся технологии производства монолитных и монтажных работ, выполнен оптимальный выбор методов и способов производства работ: метод производства монолитных работ - раздельный, направление развития процесса - по горизонтали вдоль здания. Здание условно поделено на две захватки, гранича которых проходит через ось 7. Монтаж стеновых панелей производится параллельно с возведение каркаса здания, с отставанием на одну захватку.
43007. Разработка направления и совершенствования логистической деятельности и процесса транспортировки в фокусном звене цепи поставок 1.02 MB
  Возникает необходимость регулирования всей системы движения товаров при этом эффективность цепи поставок определяется уровнем организационного оформления хозяйственных связей всех участников товародвижения. Изучается транспортировка в цепи поставок с целью ознакомления с логистическими особенностями отдельных видов транспорта зависимостью логистических издержек в цепи поставок от параметров транспортировки способами обоснования оптимальных схем доставки грузов методами рациональной организации перевозок основными путями повышения уровня...