36742

Изучение свободных колебаний связанной системы тел

Лабораторная работа

Физика

Цель работы: Определение периода колебаний и коэффициента затухания системы содержащей груз блок и пружину. Гармоническими называются колебания при которых изменение фйзической величины например смещения груза у с течением времеи закон колебаний выражается формулой или . амплитуда колебаний; фаза колебаний; циклическая частота; Любое механическое колебание происходит с затратами энерпш на работу протнв сил трения.

Русский

2013-09-23

174 KB

17 чел.

PAGE  5

       Московский государственный университет

путей сообщения РФ (МИИТ)

Кафедра «Физика-2»

Институт, группа        ИУИТ, УИС-111               К работе допущен___________________

        (Дата, подпись преподавателя)

Студент        Дмитриева Елена Владимировна   Работа выполнена___________________

 (ФИО студента)      (Дата, подпись преподавателя)

Преподаватель Пыканов Игорь Владимирович     Отчёт принят_______________________          (Дата, подпись преподавателя)

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №8

Изучение свободных колебаний связанной системы тел.

  1.  Цель работы:

Определение    периода    колебаний    и коэффициента затухания системы, содержащей груз, блок и пружину.

2. Принципиальная схема установки (или её главных узлов):

Б – блок;

К – пружина;

D – держатель;

m – груз.

3. Основные теоретические положения к данной работе (основополагающие утверждения: формулы, схематические рисунки):

Колебаниями называются процессы, при которых какая-либо физическая величина принимает многократно, через равные (цли почти равные) последовательные промежутки временн, одни и те же (или приблизительно одни и те же) значения.

Гармоническими называются колебания, при которых изменение фйзической величины, например смещения груза у, с течением времеи (закон колебаний) выражается формулой или .

 - амплитуда колебаний;

     - фаза колебаний;

     - циклическая частота;

     Любое механическое колебание происходит с затратами энерпш на работу протнв сил трения. При этом амплитуда колебательного движения А с течением времени убывает, происходит затухание колебаний.

 

   Период незатухающих колебаний: 

  Период затухающих колебаний:

   Частота затухающих колебаний:

 

Система связанных между собой тел, изучаемая в данной лабораторной работе, состоит из пружины и груза, связанных невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через блок. Блок укреплен на стойке со шкалой. На стойке со стороны груза укреплена дополнительная шкала на передвижном экране.

Коэффициент жесткости пружины k определяют, создавая статическое растяжение пружины под действием груза, прикрепленного к концу нити. При неподвижном грузе, действующая на него сила тяжести mg уравновешивается силой упругости пружины, растянутой на величину х, т. е. mg=kx.

Период затухающих колебаний T определяют, измеряя время t нескольких полных кояебаний n. Период рассчитывают по формуле T=t/n.  Измерение времени проводят с помощью лабораторного
секундомера.

Период незатухающих колебаний рассчитывают по формуле

и сравнивают с периодом затухающих колебаний.

Коэффициент   затухания   в   данной   работе   определяют, используя закон убывания амплитуды . Для этого измеряют число колебаний n, за время которых амплитуда колебаний уменьшится в e раз. Напишем отношение амплитуд для моментов времени t и t+T начала и конца опыта: 

Из этой формулы после простых преобразований следует


4. Таблицы и графики

                             Определение коэффициента жесткости пружины.

                                                   Результаты измерений:

1

  № п\п

L+, см

L-, см

, см

Х, см

Исх. сост.

0

4

4,1

4,05

0,1

1

63

6,1

6,1

6,1

2,1

2

129

8,2

8,3

8,2

4,23

3

189

10,2

10,4

10,3

6,3

4

252

12,3

12,3

12,3

8,3

5

315

14,4

14,4

14,4

10,4

           Определение периода колебаний системы и коэффициента затухания.          

                                     Результаты измерений:

2

№ п\п

                  m=70 г.                                           = 53,5 г.

n

t, с

T, с

1

10

9,1

0,91

9

2

10

8,7

0,87

10

3

10

8,1

0,81

9

4

10

8,7

0,87

8

5

10

9

0,9

8

6

10

8,6

0,86

8

Среднее

10

8,7

0,87

8

   

Определение коэффициента жесткости пружины:

20,41 (H/m)

Определение периода колебаний системы:

0,87 (c)

0,9(c)

Определение коэффициента затухания:

0,14 (1/c)

5. Расчёт погрешностей измерений 

(указать метод расчёта погрешностей).

Случайная ошибка  при определении периода колебаний:

0,01293831 (c);

Случайная ошибка  при определении - числа колебаний в опытах по измерению коэффициента затухания:

0,18;

N=6, α=0,9

Относительная и абсолютная ошибки измерения коэффициента затухания:

0,03;

=0,003882 (1/c);

6. Окончательные результаты:

                                            

Подпись студента:


Лист – вкладыш

5. Расчёт погрешностей измерений (продолжение):


7. Дополнительная страница

(для размещения таблиц, теоретического материала и дополнительных сведений).


EMBED Equation.3  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

79569. Борьба народов Руси с иноземными захватчиками в 13 веке 19.54 KB
  ведомые Батыем вторглись на Русь. Русь платила ей дань десятину от которой освобождалась лишь церковь и поставляла воинов. Ордынцы вмешивались в распри князей и многократно разоряли Русь.
79570. Держава Чингисхана и монгольские завоевания. Иго и дискуссия о его роли в становлении Русского государства 20.14 KB
  Их Монгол улс государство сложившееся в XIII веке в результате завоеваний Чингисхана и его преемников и включавшее в себя самую большую в мировой истории смежную территорию от Дуная до Японского моря и от Новгорода до ЮгоВосточной Азии площадь ок. в Азии и Восточной Европе. захват территорий в Восточной и ЮгоВосточной Азии.
79571. WHAT IS AN ELECTRIC CURRENT 29.21 KB
  WHT IS N ELECTRIC CURRENT The question is often sked: Wht is n electric current No one hs ever seen it. We only know of the existence of current owing to its effects. current cn het conductor it cn hve chemicl ction when pssing through solution or it cn produce mgnetic effect. We cn mesure currents by observing their heting chemicl or mgnetic effects.
79572. PEACEFUL ATOMS 31.36 KB
  Achievements in studying atom structure have opened up new, practically unlimited possibilities to humanity for further mastering natures forces. The discovery of atomic energy provides as profound effect for the benefit of civilization as the discovery of fire and electricity.
79573. TODAYS ASTONISHING COMPUTERS 28.55 KB
  Not long go computers were not very relible nd comprtively slow in opertion. Both the digitl nd the nlogue computers must be progrmmed. The Internet hs revolutionized the computers nd communictions world. The invention of telegrph telephone rdio nd computers set the stge for this unprecedented integrtion of cpbilities nd medium for collbortion nd interction between individuls nd their computers without regrd for geogrphicl loction.
79574. ALBERT EINSTEIN 192.53 KB
  LBERT EINSTEIN lbert Einstein wellknown Germn physicist nd mthemticin ws born in Germny on Mrch 14 1879. t the ge of 21 fter four yers of university study lbert Einstein got job s clerk in n office. Einstein expressed his theory in the eqution E = mc2 roughly tht energy equls mss times the squre of the speed of light. Which institute did he tech in Wht lbortory did he do his reserch in Einstein\'s fme mong scientists grew slowly but surely.
79575. MACHINE TOOLS — A MEASURE OF MANS PROGRESS 293.76 KB
  MCHINE TOOLS MESURE OF MN\'S PROGRESS The vriety nd combintions of mchine tools tody re unlimited. The min mchine tool of such workshop is the multipurpose lthe. Wht is lthe It is powerdriven mchine with specil tools which cn cut or form metl prts. Technologicl progress improves ccurcy of mchine tools.
79576. IN THE CHEMICAL LABORATORY 606.12 KB
  Nerly in the middle there stnds Bunsen burner with flsk over it. During n experiment the Bunsen burner is connected with the min gs line by rubber tube. The flme of the burner is being regulted by mens of tp. From time to time Brbr looks up t the solution which is boiling on the Bunsen burner.
79577. RADIO AND TV MARCH AHEAD 301.2 KB
  RDIO ND TV MRCH HED More thn 100 yers pssed since the dy when the Russin scientist lexnder Popov demonstrted his storm indictor which ws the prototype of modern rdio receivers. Gret progress hs been mde in rdio engineering rdio communictions rdio brodcstings nd television since tht time. In the modern world rdio nd television ply n importnt role s mss medi of informtion nd s mens of...