50378

Изучение физического маятника. Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника

Лабораторная работа

Физика

Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника. Установив любое значение длины математического маятника l расстояние от точки подвеса до черты нанесенной на шарик в интервале 3040 см. В результате получится набор значений периодов колебаний Т соответствующих длинам маятника l1 где i – номер опыта.

Русский

2015-01-16

96.5 KB

6 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БРЕСТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра физики

Лабораторная работа М-7

Изучение Физического маятника

Выполнил студент 1 курса

Электронно-механического

факультета

группы Э-32 Ковальчук Д.И.

Принял Чугунов С.В.


Задание 1.
Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника.

  1.  Установив любое значение длины математического маятника l (расстояние от точки подвеса до черты, нанесенной на шарик) в интервале 30-40 см., измерьте период его колебаний Т. Затем, увеличив l на несколько сантиметров, опять измерьте Т и т.д. Шаг измерения l выберите таким образом, чтобы измерения Т были проведены не менее чем при десяти значениях l. В результате получится набор значений периодов колебаний Т, соответствующих длинам маятника l1, где i – номер опыта.

Таблица значений и расчетов:

l, м

0,50

0,485

0,47

0,455

0,44

0,425

0,41

0,395

1

14.296

14.084

13.875

13.647

13.442

13.186

12.944

12.736

2

14.271

14.085

13.884

13.646

13.440

13.185

12.943

12.736

3

14.270

14.085

13.882

13.646

13.440

13.187

12.942

12.735

4

14.270

14.086

13.887

13.645

13.442

13.186

12.943

12.737

ср.

14,270

14,085

13,882

13,646

13,441

13,186

12,943

12,736

T

1,4270

1,4085

1,3882

1,3646

1,3441

1,3186

1,2943

1,2736

l0, м

1,0905

1,0645

1,0352

0,9994

0,9711

0,9330

0,8984

0,8719

y=Al+B

6,5

6,3

6,1

5,9

5,7

5,5

5,3

5,1

  1.  Нанесите экспериментальные точки (li; yi) на координатную плоскость Оlу и убедитесь визуально, что они ложатся на прямую.

  1.  Вычислите параметры А и В по формулам и постройте на координатной плоскости lОу наилучшую прямую. Используя найденные значения А и В, вычислите g и l0.


  1.  Вычислите χ2 и, сопоставив его с таблицей значений χ2, имеющейся в лаборатории, найдите вероятность соответствия экспериментальных результатов линейной зависимости.

χ2=9.8578

Задание 2. Определение ускорения свободного падения с помощью оборотного маятника.

Зафиксируйте чечевицы на стержне оборотного маятника таким образом, чтобы одна из них находилась вблизи конца стержня, а другая - вблизи его середины.

Одну из опорных призм зафиксируйте вблизи свободного конца стержня, а вторую – между чечевицами, причем опорные приемы должны быть обращены друг к другу. Определите положение центра масс С оборотного маятника, уравновешивая его на дополнительной опорной призме, расположенной на лабораторном столе. Если оказалось, что центр массы маятника находится между опорными призмами, значит оборотный маятник собран правильно.

2. Чтобы точность определения ускорения свободного падения была достаточно высокой, необходимо, чтобы расстояния d1 и d2 от центра масс С до опорных призм, удовлетворяли условию: 1,5 d2 ‹ d1 ‹ 3 d2 (7)

Используя нарезки на стержне оборотного маятника, установите опорную призму, находящуюся между чечевицами, на расстоянии d2 = 10 – 15 см от центра масс маятника. Вторую опорную призму – зафиксируйте на таком расстоянии d1 от центра масс маятника, которое удовлетворяет неравенству (7).

3. Установив маятник на вкладыши верхнего кронштейна опорной призмой, находящейся вблизи свободного конца стержня на расстоянии d1 от центра масс маятника, измерьте период его колебаний Т\, Затем переверните маятник и, установив его на вкладыши верхнего кронштейна опорной призмой, находящейся между чечевицами, измерьте период его колебаний Т2.

Используя измеренные значения d1, d2, T1, Т2, рассчитайте ускорение свободного падения g и момент инерции маятника Ic относительно оси, проходящей через его центр масс, по формулам:

d1, м

0,2

d2, м

0,1

1

11,390

1

11,675

2

11,402

2

11,665

3

11,392

3

11,663

4

11,406

4

11,663

ср.

11,398

ср.

11,667

T

1,140

T

1,167

g= , g=9.6 м/сек2

Ic= , Ic=0.061

Задание 3. Определение ускорения свободного падения и момента инерции оборотного маятника по методу наименьших квадратов.

Соберите оборотный маятник в соответствии с рисунком 2. Затем, уравновешивая маятник на дополнительной опорной призме на лабораторном столе, определите положение его центра масс. Опорную призму, находящуюся на свободном конце стержня, зафиксируйте на расстоянии d1=20 – 25 см от центра масс маятника, и установите на вкладыши верхнего кронштейна, измените период колебаний маятника Т1, соответствующий выбранному значению d1. Затем, изменив d1 на 1 см, опять измерьте Т1 и т. д.… Измерения Т1 необходимо провести не менее чем при десяти значениях d1. В результате получается набор соответствующих значений di. ,Ti где I –номер опыта.

d, см

T, с

20

1,1378

21

1,1459

22

1,1541

23

1,1642

24

1,1708

25

1,1814

26

1,1937

27

1,2047

28

1,2171

29

1,2262


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

45432. Модель нейрона. Понятие нейронной сети. Особенности функционирования технических структур, моделируемых нейронной сетью 92 KB
  Схема работы натрийкалиевого насоса: а активные центры захватили ион калия снаружи и ион натрия внутри клетки; б белковая молекула захватившая ионы повернулась на 180 за счет энергии АТФ и освободила захваченные ионы при этом калий попал внутрь клетки а ион натрия был выброшен наружу в молекула вновь повернулась на 180 и готова к захвату новых ионов. Диффузия в жидкостях происходит при помощи ионов. Идет расслаивание ионов возникает потенциал...
45433. Модель обучения на примере автоматов с линейной тактикой. Автомат с переменной структурой 124.5 KB
  Автомат с переменной структурой. Рациональность поведения автомата в детерминированной стохастической стационарной и нестационарной среде. Автомат с линейной тактикой рис.
45434. Применение метода оценочной функции при реализации интеллектуальных функций. Уровни интеллектуальности поведения 61.5 KB
  Черепаха представляет собой трехколесную тележку на которой размещены аккумуляторы система реле и электронная ламповая схема. Схема отрегулирована таким образом что при низком потенциале анода лампы Л1 запирается лампа Л2 и реле Р2 устанавливается так что исключается одновременное нахождение под током реле P1 и Р2. При умеренном освещении фотоэлемента лампа Л2 приоткрывается однако проводимый ею ток недостаточен для срабатывания реле P1 хотя уменьшение напряжения на аноде лампы и приводит к отпусканию реле Р2. Замыкание...
45435. Модели языка. Синтез и анализ языковых фрагментов. Проблема представления знаний 351 KB
  Проблема представления знаний Язык Человек лингвизирует свой мир живет в мире пересотворяемом с помощью его собственного языка. Границы языка границы мира. Если два языка подобны некой системе то они подобно друг другу.
45436. Понятие ядра и процесса, состояние процесса, подпроцессы. Межпроцессное взаимодействие 175.5 KB
  Межпроцессное взаимодействие Резидентная в RM часть OS UNIX называется ядром. Все работы вне ядра оформлены в виде процессов выполнения системных и прикладных программ. Под процессом понимается единица вычислительной работы потребляющая ресурсы предоставляемые ядром для обработки системных и прикладных программ которые оформлены как командные или выполняемые файлы на внешнем устройстве.
45437. Понятия приоритета и очереди процессов. Диспетчеризация и синхронизация процессов 128.5 KB
  Диспетчеризация и синхронизация процессов. Алгоритмы планирования процессов Планирование процессов включает в себя решение следующих задач: определение момента времени для смены выполняемого процесса; выбор процесса на выполнение из очереди готовых процессов; переключение контекстов старого и нового процессов. Средства аппаратной поддержки управления памятью и многозадачной среды в микропроцессорах Intel 80386 80486 и Pentium .
45438. Программирование на Shell. Скрипты 227 KB
  Shell интерпретатор командного языка В этом разделе описаны команды и символы имеющие специальное значение которые позволяют: находить с помощью шаблона и манипулировать группами файлов; запускать команду в фоновом режиме или в определенное время; выполнять последовательно группу команд; перенаправлять стандартный ввод и вывод; завершать работающие программы. Таблица 20 Метасимволы Символ Функция [ ] Эти метасимволы позволяют указывать сокращенные имена файлов при поиске по шаблону Означает что команда будет выполняться...
45439. Управление оперативной памятью (распределение и защита) в многозадачной ОС. Механизм реализации виртуальной памяти 211 KB
  Механизм реализации виртуальной памяти. От выбранных механизмов распределения памяти между выполняющимися процессорами в значительной степени зависит эффективность использования ресурсов системы ее производительность а также возможности которыми могут пользоваться программисты при создании своих программ. С другой стороны поскольку любой процесс имеет потребности в операциях вводавывода и процессор достаточно часто переключается с одной задачи на другую желательно в оперативной памяти расположить достаточное количество активных задач с...
45440. Планирование и диспетчеризация процессов и задач 611 KB
  Долгосрочный планировщик решает какой из процессов находящихся во входной очереди в случае освобождения ресурсов памяти должен быть переведен в очередь процессов готовых к выполнению. Они определяются не только переключениями контекстов задач но и при переключении на потоки другого приложения перемещениями страниц виртуальной памяти а также необходимостью обновления данных в кэше коды и данные одной задачи находящиеся в кэше не нужны другой задаче и будут заменены что приведет к дополнительным задержкам. От выбранных механизмов...