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

106 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

61926. Использование межпредметных связей на уроках физики и биологии 82.1 KB
  Кожура изюма является полупрозрачной мембраной пропускающей молекулы воды и не пропускающей молекулы сахара. Почему через некоторое время пространство заполненное этой жидкостью даже в спокойной воде становится прозрачным...
61929. Дальневосточный экономический район 24.13 KB
  Цель урока: Сформировать знания о составе территории особенностях экономико-географического положения природы хозяйственного развития Дальнего Востока; Продолжить формировать умения анализировать тематические карты атласа диаграммы учебника и составлять комплексную характеристику района формулировать выводы.
61930. Как устроен компьютер. Клавиатурный тренажер в режиме ввода слов 74.53 KB
  Ход урока Учитель Ученики Записи на доске или на проекторе Организационный момент. Учитель: Персональный компьютер это универсальная техническая система. Учитель: Системный блок процессор представляет собой основной узел внутри которого установлены наиболее важные компоненты.
61931. Склонение имён прилагательных во множественном числе 32.73 KB
  Цели: Образовательные актуализировать знания учащихся по темам «Имя существительное», «Имя прилагательное», «Склонение имён прилагательных во множественном числе»; способствовать закреплению и обобщению знаний учащихся о склонении имён прилагательных во множественном числе...
61932. Композиция из пластилиновой ленты 27.87 KB
  Вы уже знаете много способов плетения. Сегодня мы с вами продолжим знакомство еще с одним – из способов плетения. Ребята скажите мне какие уже вы плетения знаете На прошлых уроках вы знакомились с плетением.
61933. Изготовление изделия из нетрадиционных материалов 19.31 KB
  Ребята вспомните кто является любимицей кота Матроскина А кто может сказать как ее звали Не можете вспомнить тогда я вам помогу загадав загадку: Каждый вечер так легко Она дает нам молоко. Ребята скажите из чего сделана наша коровка Какие геометрические фигуры спрятались на этой работе...
61934. Организация обучения математике учащихся специальной (коррекционной) школы VIII вида: Урок математики 23.25 KB
  Организация обучения математике учащихся специальной коррекционной школы VIII вида: Урок математики. Контроль и учёт состояния математической подготовки учащихся. Домашняя работа по математике содержание объем учет индивидуальных возможностей учащихся ее значение в системе математической подготовки школьников с нарушением интеллекта. готовность учащихся к уроку; четкость указаний учителя; организация внимания учащихся; продолжительность этапа; проверка знаний учащихся домашнее задание: сочетание фронтальной и углубленной проверки...