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

21 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

24511. Реализация (создание) процессов и потоков 14.71 KB
  Одной из основных подсистем мультипрограммной ОС является подсистема управления процессами и потоками которая занимается их созданием и уничтожением поддерживает взаимодействие между ними а также распределяет процессорное время и другие ресурсы между одновременно существующими процессами и потоками. Подсистема управления процессами взаимодействует с другими подсистемами ОС ответственными за управление ресурсами: подсистемой управления памятью подсистемой вводавывода файловой системой. Создать процесс значит создать дескриптор...
24512. Планирование и диспетчеризация процессов и потоков. Вытесняющие и невытесняющие алгоритмы планирования 26.96 KB
  Планирование и диспетчеризация процессов и потоков.Планирование и диспетчеризация потоков На протяжении существования процесса выполнение его потоков может быть многократно прервано и продолжено. Планирование потоков включает в себя решение двух задач: определение момента времени для смены текущего активного потока; выбор для выполнения потока из очереди готовых потоков. Существует множество различных алгоритмов планирования потоков посвоему решающих каждую из приведенных выше задач.
24513. Алгоритмы планирования, основанные на квантовании, приоритетах, смешанные алгоритмы 92.27 KB
  В соответствии с этой концепцией каждому потоку поочередно для выполнения предоставляется ограниченный непрерывный период процессорного времени квант. Смена активного потока происходит в следующих случаях: поток завершился и покинул систему; произошла ошибка; поток перешел в состояние ожидания; исчерпан квант процессорного времени отведенный данному потоку. Поток который исчерпал свой квант переводится в состояние готовность и ожидает когда ему будет предоставлен новый квант процессорного времени а на выполнение в...
24514. Планирование в системах реального времени 20.19 KB
  Планирование облегчается тем что в системах реального времени весь набор выполняемых задач известен заранее часто также известно времени выполнения задач моменты активизации и т. Если нарушение сроков выполнения задач не допустимо то система реального времени считается жесткой система управления ракетой или атомной электростанцией система обработки цифрового сигнала при воспроизведении оптического диска. Для периодической задачи все будущие моменты запроса можно определить заранее путем прибавления к моменту начального запроса величины...