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

7 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

69478. Отношения России и Запорожской Сечи после воссоединения Украины с Россией 31.5 KB
  Когда Юрий Хмельницкий перешёл на сторону поляков, Запорожье уже от себя выставило кандидатом в гетманы И. Брюховецкого и отдало ему гетманскую булаву на т. н. «чёрной раде» в Нежине (1668). Первые годы этого гетманства были вместе с тем и годами наибольшего влияния Запорожья на дела Малороссии...
69479. Б.Л. Пастернак (1890-1960) 51.5 KB
  Пастернак надеялся раскрыть тайну лермонтовской сущности; сам он полагал что ему это удалось сделать в романе Доктор Живаго. Эти мысли обретут особый смысл в творческой судьбе поэта зимой 19451946 годов когда он приступит к написанию романа Доктор Живаго.
69480. Педагогическое мастерство. Педагогическая деонтология 484.5 KB
  Нормативные документы регламентирующие содержание правового образования. Эти функции сохраняются во все времена меняется только их содержание: меняется жизнь и требования общества к человеку; меняются цели задачи обучения и воспитания; рождается новое содержание образования...
69482. Отопление и вентиляция жилого четырёхэтажного здания 1.16 MB
  Расчетные параметры наружного воздуха; Расчетные параметры внутреннего воздуха; Теплотехнический расчет ограждающих конструкций: Теплотехнический расчет стены; Теплотехнический расчет чердачного перекрытия; Теплотехнический расчет перекрытия над не отапливаемым подвалом Расчет окна...
69484. Розробка системи транспортного обслуговування металургійного комбінату з річним об’ємом випуску товстого листа 0,6 млн. т 1.56 MB
  До основних цехів металургійного заводу з повним металургійним циклом належать доменний, сталеплавильний, кілька прокатних, до допоміжних цехів належать ремонтні й енергетичні, а також цех залізничного транспорту і автотранспортний цех або управління.