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

125 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

54867. Теорема Піфагора 578.5 KB
  Що називається соs гострого кута прямокутного трикутника Косинусом гострого кута прямокутного трикутника називається відношення прилеглого катета до гіпотенузи. 6 Знайдіть чому дорівнює соsА соsА = відношенню прилеглого катета АС до гіпотенузи АВ. Знайдіть чому дорівнює соsВ соsВ= відношенню прилеглого катета до гіпо тенузи. 7 Скажіть чи залежить значення соs кута від розмірів трикутника ні.
54868. Теорема Піфагора. Свято однієї теореми 5.94 MB
  Свято однієї теореми Знову теорема Піфагора Так. Теорема Піфагора Мета. Чому Можливо втрачені знання або їх глибина Можливо треба задуматися: а що ми залишимо майбутнім поколінням Цей урок присвяченій одній єдиній теоремі Піфагора доведенням якої займалися і займаються математики всіх країн.
54869. Теорема Піфагора. Розвязування задач 613.5 KB
  Мета: закріпити знання теореми Піфагора навчити учнів користуватися теоремою Піфагора для розвязування задач; розвивати логічне мислення вміння аналізувати порівнювати робити висновки Тип уроку: урок вдосконалення знань. Обладнання: мультимедійний проектор дошка комп'ютер колонки математичне лото Теорема Піфагора дидактичні матеріали з друкованою основою. Вступне слово вчителя Один із афоризмів Піфагора звучить наступним чином: Просипаючись вранці запитай себе: Що я повинен зробити Увечері перш ніж...
54870. Розв’язування задач на застосування теореми Піфагора 156 KB
  Тема уроку: Розвязування задач на застосування теореми Піфагора. Формувати вміння розвязувати задачі на застосування теореми Піфагора. Розвивати увагу логічне мислення.
54871. Теорема Піфагора 54.5 KB
  Знайти периметр прямокутника. Знайти довжину гіпотенузи. Знайти периметр трикутника. Знайти периметр прямокутника.
54872. Подготовка учащихся к написанию эссе по обществознанию 68 KB
  Самое знаменитое (и, по мнению литературоведов, первое по времени написания) произведение данного жанра трехтомное сочинение французского философа-скептика XVI в. Мишеля Монтеня (1533-1592) русскоязычным читателям известно под названием «Опыты»
54873. Процент как доход на капитал. Номинальная и реальная ставка процента 19.21 KB
  Понятие «капитал» как ресурс в экономической теории включает в себя средства производства, созданные людьми. Использование капитала приносит в перспективе доход его владельцам.
54874. Двогранні куги піраміди. Побудова лінійного кута двогранного кута між бічною гранню та основою піраміди 196 KB
  Мета: засвоєний поняття двогранного кута та його лінійного кута; формування навичок доведення того що побудований кут є лінійним кутом двогранного кута піраміди; оволодіння навичками побудови лінійних кутів двогранних кутів піраміди; удосконалення вміння зображувати стереометричні фігури. Назвати план побудови лінійного кута двогранного кута між бічною гранню та основою піраміди. Довести що площина лінійного кута перпендикулярна до кожної грані лінійного кута.
54875. Пряма призма. Піраміда. Площа поверхні та об’єм призми і піраміди 152 KB
  Площа поверхні та обєм призми і піраміди. Демонструються моделі пірамід Спільну вершину трикутних граней називають вершиною піраміди протилежну їй грань основою а всі інші грані бічними гранями піраміди. Відрізки що сполучають вершину піраміди з вершинами основи називають бічними ребрами. Перпендикуляр опущений із вершини піраміди на площину її основи називають висотою піраміди.