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

21610. Работа с данными. Поиск и замена данных 279.5 KB
  Для поиска данных необходимо выполнить команду Правка Найти и во вкладке Найти диалогового окна Найти и заменить рис. Поиск данных во вкладке Найти диалогового окна Найти и заменить При поиске можно использовать подстановочные знаки. Результаты поиска данных во вкладке Найти диалогового окна Найти и заменить Для более детального поиска во вкладке Найти диалогового окна Найти и заменить см.
21611. Работа с форматами Excel. Копирование форматов 252.5 KB
  Ко всем выделенным фрагментам будет применен выбранный стиль. Копирование формата с использованием специальной вставки в диалоговом окне Специальная вставка Использование стилей О стилях Использование стилей обеспечивает единообразие оформления данных и ячеек во всей книге позволяет быстро устанавливать выбранный набор параметров форматирования а также мгновенно изменять оформление всех ячеек к которым применен один стиль. Для просмотра доступных стилей необходимо выполнить команду Формат Стиль. Список основных стилей приведен в...
21612. Создание и оформление диаграмм в Microsoft Excel 468 KB
  Диаграммы создаются на основе данных расположенных на рабочих листах. При необходимости в процессе или после создания диаграммы в нее можно добавить данные расположенные на других листах. Диаграмма может располагаться как графический объект на листе с данными не обязательно на том же где находятся данные взятые для построения диаграммы.
21613. СИСТЕМА МІЖНАРОДНИХ ЕКОНОМІЧНИХ ВІДНОСИН 194.5 KB
  Сучасний світ і середовище міжнародної економіки. Еволюція світового ринку та міжнародної економіки. Міжнародний поділ праці як основа розвитку міжнародних економічних відносин. Світовий ринок. Світове господарство та міжнародна мобільність факторів виробництва. Міжнародна економіка та її структура.
21614. Создание таблиц Microsoft Excel 480 KB
  Приведены требования при вводе данных в ячейки листа при этом особое внимание уделено порядку ввода дат и времени. По умолчанию все данные ячейки вводятся одной строкой. Для этого следует выделить ячейки не обязательно смежные в которые необходимо ввести данные ввести данные и нажать клавиши клавиатуры Ctrl Enter или при нажатой клавише клавиатуры Ctrl щелкнуть по кнопке Ввод в строке формул см. Одни и те же данные можно ввести одновременно в одноименные ячейки различных листов.
21615. Установка числовых форматов MS Excel 248 KB
  Особое внимание уделено возможностям использования числовых форматов при представлении чисел дат и времени. Показано использование денежного и финансового форматов. О числовых форматах Под числами в Microsoft Excel понимаются собственно числа включая числа с десятичными и или простыми дробями и числа с указанием символа процентов а также даты и время.
21616. Вычисления с использованием функций в MS Excel 276.5 KB
  Можно задавать ссылки на ячейки других листов той же книги и на другие книги. Ссылки на ячейки других книг называются связями. С использованием мыши выделяют ячейки включаемые в формулу. Ячейки использованные в формуле выделены цветной рамкой а ссылки на эти ячейки в формуле шрифтом того же цвета.
21617. Графические возможности Microsoft Excel 754 KB
  В окне Добавление рисунка рис.1 следует перейти в папку в которой расположен файл рисунка и дважды щелкнуть мышью по значку эскизу файла. Выбор файла рисунка Напрямую или с использованием специальных графических фильтров можно вставлять графические файлы многих распространенных форматов.
21618. Настройка и редактирование диаграмм 630 KB
  Элементы диаграммы Выделение элементов диаграмм При выделении элементов диаграммы можно использовать мышь. Для выделения элементов можно также использовать раскрывающийся список Элементы диаграммы панели Диаграммы рис. Выделение элементов диаграммы Изменение размеров диаграммы Изменение размеров всей диаграммы Диаграмма созданная на листе с данными первоначально имеет размер по умолчанию примерно в четверть видимой части листа. В большинстве случаев этот размер недостаточен для удобного просмотра и оформления диаграммы.