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

24827. На бульваре - Владимир Егорович Маковский. 1886-1887 337 KB
  53x68 Третьяковская галерея Москва Картина На бульваре написана в 1877 и посвящена одной из самых острых проблем России в тот период вынужденному отъезду крестьян в город на заработки что в конечном итоге привело к распаду традиционного уклада жизни русских деревень: кормилец семьи отрывался от престарелых родителей корней жены и детей семьи терялась или ослабевала тонкая связь между ними и все это приводило к гибели патриархального мира. Им негде побыть и поговорить вместе кроме как здесь на улице на бульваре но супруг...
24828. Перов Василий Григорьевич 345.5 KB
  Основной идеей картины является стремление показать отсутствие милосердия и благожелательности у тех кому самим Богом предопределено их проявлять и настаивать на этих добродетелях свою паству.Основной конфликт картины сосредоточен вокруг двух жестов: просящем со стороны нищего и отталкивающем со стороны хозяйки.Желая подчеркнуть идею картины мастер с глубоким пониманием человеческой психики детально передаёт в свойственной ему манере написания образы героев включая их жесты и мимику и окружающее их пространство.На заднем плане картины...
24829. Плоскосто́пие — изменение формы стопы 13.71 KB
  Статическое плоскостопие встречающееся наиболее часто 821 возникает вследствие слабости мышц голени и стопы связочного аппарата и костей. К внутренним причинам способствующим развитию деформаций стоп относится также наследственное предрасположение к внешним причинам перегрузка стоп связанная с профессией женщина с нормальным строением стопы 7 8 часов проводящая за прилавком или в ткацком цехе может со временем приобрести это заболевание ведением домашнего хозяйства ношение нерациональной обуви узкой неудобной....
24830. Проводы покойника 1865 319.5 KB
  Художник почти не показывает лица но он показывает всю силу ее страдания. Художник выделяет интенсивным темным пятном собачку: она выбивается пятном явся контрастом чтобы подчеркнуть скорбное молчание людей.
24831. Бурлаки на Волге 1870-1873 3.18 MB
  Репин: его поразили виденные типы и характеры в нем жива была потребность нарисовать далекую безвестную русскую жизнь и он сделал из своей картины такую сцену для которой ровню сыщешь разве только в глубочайших созданиях Гоголя. Один только шумит и задорно кипятится мальчик в длинных белых космах и босиком являющийся центром и шествия и картины и всего создания. Его яркая розовая рубашка раньше всего останавливает глаз зрителя на самой середине картины а его быстрый сердитый взгляд его своенравная бранящаяся на всех словно...
24832. Василий Григорьевич ПЕРОВ 85.5 KB
  В 1870е годы бытовой жанр Перова приобрел новое направление. Вклад Перова в искусство середины XIX века чрезвычайно весом. Путь Перова в искусстве это путь постоянного поиска он не боялся меняться без сожаления оставлял области где удалось снискать славу. Во время преподавания в Московском училище живописи ваяния и зодчества у Перова было много учеников которые впоследствии стали известными русскими художниками: М.
24833. Василий Перов 275 KB
  Голод холод нужда вот что ожидало большую часть детей. Во многих семьях детей попросту не могли прокормить даже если ребята трудились наравне со взрослыми. На самом деле многие мастеровые нагружали детей таким адским трудом что они просто не выживали болели и умирали от адской работы. Раннее морозное утро город покрыт густым серым туманом по снежной улице трое изможденных детей тянут на санях бочку с водой .
24834. Влади́мир Его́рович Мако́вский 186.5 KB
  Его отец Егор Иванович Маковский человек умный образованный и богато одаренный на свои скромные средства он служил бухгалтером Экспедиции Кремлевских строений составил значительное собрание редких высокохудожественных гравюр и картин. Маковский затронул и показал жизнь почти всех социальных групп и сословий России.
24835. Земство обедает 1.14 MB
  Художник показывает неравноправное положение членов земской управы простым сюжетным ходом земство обедает соответственно своему социальному положению.