36770

ИЗУЧЕНИЕ СВОБОДНЫХ КОЛЕБАНИЙ ФИЗИЧЕСКОГО МАЯТНИКА

Лабораторная работа

Физика

Прибор, используемый в данной работе, представляет собой настенный кронштейн, на котором смонтированы подушки для опорных призм физического маятника. На том же кронштейне подвешен математический маятник, длину которого можно изменять, наматывая нить на соответствующий барабанчик. Физический маятник представляет собой цилиндрический стержень, на котором жестко закреплены две призмы 1 и 2

Русский

2013-09-23

169.5 KB

91 чел.

PAGE  4

Московский государственный университет

путей сообщения РФ (МИИТ)

Кафедра «Физика-2»

Институт, группа         ИСУТЭ АТС-153               К работе допущен___________________

        (Дата, подпись преподавателя)

Студент               Перов А.А.                                      Работа выполнена___________________

 (ФИО студента)      (Дата, подпись преподавателя)

Преподаватель                                                             Отчёт принят_______________________                             (Дата, подпись преподавателя)

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №5

          ИЗУЧЕНИЕ СВОБОДНЫХ КОЛЕБАНИЙ ФИЗИЧЕСКОГО МАЯТНИКА

  1.  Цель работы:

Определение момента инерции физнческого маятника по периоду его малых колебании и приведенной длине.

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

Настенный кронштейн, с подушками

для опорных призм физического маятника.

                            1 – призма 1

                            2 – призма 2

                            3 – груз, закрепленный  на     

                                  шкале

                            4 – подвижный груз.

                                                                                   М – кронштейн

              А – физ. маятник

              С, D – грузы

              B1, B2 – призмы

                                                                               d1, d2 – расстояние до              

                   центра масс

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

          Физическим маятником называется любое тело, совер'шающее колебания под действием силы тяжести вокруг горизонтальной оси, не проходящей через центр инерций тела.

Прибор, используемый в данной работе, представляет собой настенный кронштейн, на котором смонтированы подушки для опорных призм физического маятника. На том же кронштейне подвешен математический маятник, длину которого можно изменять, наматывая нить на соответствующий барабанчик. Физический маятник представляет собой цилиндрический стержень, на котором жестко закреплены две призмы 1 и 2. На стержне находятся также два тяжелых груза 3 и 4 в форме чечевиц, один из которых (3) закреплен, а другой может перемещаться по шкале и закрепляться в нужном положении. Расстояние между опорными призмами равно 0,730 м. Масса маятника m=10,55 кг (∆m=0,01 кг).

Первый метод. Подвесив маятник на призме 1, отклоним его на небольшой угол (210 градусов) и измерим секундомером время 10 колебаний. Измерения произведем 5 раз. Затем произведем аналогич-ные измерения, подвешивая маятник на призме 2. Данные занесем в табл. 1. Вычислим , а затем найдем период по формуле

         Для определения расстояния а от центра тяжести до оси вращения снимем маятник с опоры и положим на специальную подставку (призму балансировки). На подставке, которая имеет острую грань, маятник необходимо уравновесить. Расстоятше от точки, находящейся над гранью призмы баланснровки, до опорной призмы измерим масштабной линейкой с точностыо до 0,001 м. Затем рассчитать момент инерции по формуле

 

Второй метод. Изменяя длину математического маятника, добьемся того, чтобы он колебался синхронно с физическим. Полного совпадения периода обоих маятников добиться нелегко. Поэтому следует, постепенно меняя длину нити математического маятника, добиться того, чтобы маятники колебались синхронно в течение 10—15 колебавий. Измерим расстояние от шарика до точки подвеса. Длина математического маятника равна этому расстоянию плюс радиус шарика (диаметр шарика измеряется штангенциркулем). Ее можно считать приведенной длиной   физического маятника.  Момент инерции вычислим по формуле

Подобные измерения и расчеты повторим, подвешивая маятник на второй призме.


4. Таблицы и графики

Метод колебаний.

Результаты измерений:

1

Положение

оси вращения

Расстояние от оси вращения до центра тяжести d, м

Время 10 колебаний, с

, с

Среднее значение периода колебаний

, с

1

2

3

4

5

Призма 1

22

15

16,6

15,9

16

16,1

15,9

1,59

Призма 2

53

16,4

16

15,9

16,5

16,1

16,2

1,62

Метод приведенной длины.

Результаты измерений:

2

Положение

оси вращения

Расстояние от шарика до точки подвеса, м

Радиус шарик, т

, м

Призма 1

82

1,22

13,22

Призма 2

100

1,22

101,22

Результаты вычислений:

3

Положение

оси вращения

Момент инерции физического маятника J,

По методу колебаний

По методу приведенной длины

Призма 1

5,4

7,2

Призма 2

6,9

10,7

5. Расчёт погрешностей измерений 

(указать метод расчёта погрешностей).

Оценка погрешности определения момента инерции:

Систематическая и случайная ошибки определения t.

Случайная ошибка ∆ t:

1 призма:

    

    = 0,73 с.  

2 призма:

    

    = 0,32 с.

Полная ошибка:

1 призма:

       = 0,74 с

2 призма:

       = 0,34 с

    

2

Положение

оси вращения

кгм2

Метод     колебаний

кгм2

Метод приведенной длины

Призма 1

0,047

0,1

0,01

5,4+/-0,743

7,2

Призма 2

0,02

0,1

0,01

6,9+/-0,739

10,7

Максимальная абсолютная ошибка определения момента инерции:

1 призма:

                 = 0,743 (кг*м²)

2 призма:

                  = 0,739 (кг*м²)

6. Окончательные результаты:

1. Метод колебаний:

 1 призма:  J=5,40,743 (кг*м²)

2 призма:  J=6,90,739 (кг*м²)

2. Метод приведенной длинны:

              1 призма:  J=7,2 (кг*м²)

              2 призма:  J=10,7 (кг*м²)

              Подпись студента:


Лист – вкладыш

5. Расчёт погрешностей измерений (продолжение):


7. Дополнительная страница

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


EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

37247. Внутренняя память 81.5 KB
  К ним относятся оперативная память постоянная память и энергонезависимая память. Оперативная память RM Rndom ccess Memory Память RM это массив кристаллических ячеек способных сохранять данные. Она используется для оперативного обмена информацией командами и данными между процессором внешней памятью и периферийными системами.
37248. Программное обеспечение. Уровни ПО 74.5 KB
  Оно отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах называемых постоянными запоминающими устройствами ПЗУ Red Only Memory ROM. Эти программные средства называют средствами обеспечения пользовательского интерфейса. Средства сжатия данных архиваторы.
37249. Организация файловой системы 399 KB
  Файловая система определяет где и каким образом на носителе будут записаны файлы и представляет операционной системе доступ к этим файлам. Любая файловая система предназначена для хранения информации о физическом размещении частей файла. От файловой системы требуется четкое выполнение следующих действий: Определение физического расположения частей файла; Определение наличия свободного места и выделение его для вновь создаваемых файлов.
37250. Работа с формулами 410.46 KB
  В Excel в качестве операнда могут выступать константы ссылки на ячейки имена или функции значения которых будут использованы. Пересчет можно провести непосредственно из окна Параметры: кнопка Вычислить F9 вычисление значений для всех открытых листов включая таблицы данных а также обновление всех открытых диаграмм; кнопка Пересчет листа выполнение расчетов по текущему листу а также по связанным с ним диаграммами и таблицами данных Ошибка Если пользователь допустил ошибку в ячейке с формулой появится одно из следующих...
37251. Материнская плата 224 KB
  На заре развития персональной вычислительной техники в общей области оперативной памяти существовала небольшая выделенная экранная область памяти в которую процессор заносил данные об изображении. Специальный контроллер экрана считывал данные о яркости отдельных точек экрана из ячеек памяти этой области и в соответствии с ними управлял разверткой горизонтального луча электронной пушки монитора. С переходом от чернобелых мониторов к цветным и с увеличением разрешения экрана количества точек по вертикали и горизонтали области видеопамяти...
37252. Архивирование 52 KB
  Программы архивации файлов (архиваторы) служат для сжатия файлов, что позволяет хранить их на меньших дисковых объемах.
37253. Антивирусные программы 61 KB
  компьютерных вирусов. Однако большинство специалистов сходятся на мысли что компьютерные вирусы как таковые впервые появились в 1986 году хотя исторически возникновение вирусов тесно связано с идеей создания самовоспроизводящихся программ. Одним из пионеров среди компьютерных вирусов считается вирус Brin созданный пакистанским программистом по фамилии Алви.
37254. Данные. Кодирование данных 542.5 KB
  Кодирование данных. Кодирование данных: числовых текстовых графических и звуковых. Основные структуры данных. Обработка данных включает в себя множество различных операций.
37255. Классификация служебного ПО 32 KB
  Кратко опишем некоторые разновидности утилит: программы контроля тестирования и диагностики которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации; указывают причину и место неисправности; программыдрайверы которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами вводавывода оперативной памятью и т.; с помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся;...