50427

Изучение физического маятника, лабораторная работа

Лабораторная работа

Физика

Цель работы: экспериментальная проверка зависимостей между физическими величинами характеризующими колебания математического и оборотного маятников; экспериментальное определение ускорения свободного падения g помощью математического маятника; экспериментальное определение ускорения свободного падения с помощью оборотного маятника. Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника. В результате измерений получился набор значений периодов колебаний Т соответствующих длинам маятника li где i – номер опыта.

Русский

2015-01-16

146.5 KB

1 чел.

Министерство Образования Республики Беларусь

Брестский Государственный Технический Университет

Кафедра Физики

Лабораторная работа М7

Тема: Изучение Физического маятника.

   Выполнил:

                 Проверила:

    

Брест 2004 г.

Цель работы:

- экспериментальная проверка зависимостей между физическими величинами, характеризующими колебания математического и оборотного маятников;

- экспериментальное определение ускорения свободного падения g помощью математического маятника;

- экспериментальное определение ускорения свободного падения с помощью оборотного маятника.

Приборы и принадлежности:  универсальный маятник FPM-4 с миллисекундомером и счетчиком числа периодов.

Ход работы

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

В результате измерений получился набор значений периодов колебаний Т, соответствующих длинам маятника li, где i – номер опыта.

 i

li

li²

ti

ni

T

T²*l

1

30

900

11,168

10

1,1168

1,2472422

33,504

2

32

1024

11,51933

10

1,151933

1,3269496

36,861856

3

34

1156

11,84167

10

1,184167

1,4022515

40,261678

4

36

1296

12,226

10

1,2226

1,4947508

44,0136

5

38

1444

12,50833

10

1,250833

1,5645832

47,531654

6

40

1600

12,91533

10

1,291533

1,6680575

51,66132

7

42

1764

13,219

10

1,3219

1,7474196

55,5198

8

44

1936

13,44733

10

1,344733

1,8083068

59,168252

9

45

2025

13,603

10

1,3603

1,8504161

61,2135

10

47

2209

13,872

10

1,3872

1,9243238

65,1984

388

15354

126,31999

100

12,631999

16,034301

494,93406

Согласно теории значения Т1 и l1 должны быть связаны между собой соотношением:

, где l0 – неизвестная постоянная.

Наносим экспериментальные точки на координатную плоскость, по оси абсцисс которой откладываются значения l, а по оси ординат – значения переменной у=Т2 – они визуально ложатся на прямую y=Al +B, где, B=А∙l0.

Применяя к зависимости стандартный метод наименьших квадратов «МКК», получим значение А и В для наилучшей прямой, соответствующей экспериментальным точкам:

,где n - общее число измерений.

ΔA=0,1735 сек²/см

ΔB=0,0221 сек

Используя найденные значения А и В, вычисляем g и l0.

Экспериментальные точки (l1 , y1) ложатся на прямую не вполне точно. Степень достоверности соответствия экспериментальных значений (l1 , y1) линейной зависимости (4) можно оценить, используя критерий согласия Пирсона (хи-квадрат). Для этого необходимо вычислить величину χ2:

,

 

где Δуi - погрешности измерения у в i-ом опыте.

Так как y12, то погрешность измерения у, равна:

Δyi=2Ti∙ΔTi=10-3 Ti2;

где учтено, что относительная погрешность измерения времени в данной установке

     .

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

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

d1=0,26 м

d2=0,11 м

T1=1,1929 c

T2=1,1918 c

 

 

Где L= d1+d2=0.35м

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

.

 

Применив к зависимости (8) МНК, получим наилучшее с точки зрения МНК значение параметров А и В.

 

где n – общее число измерений.

Используя найденное значение А и В, вычислим ускорение свободного падения g и момент инерции маятника Ic относительно оси, проходящей через его центр масс:

 

 

Задание 4. Определение ускорения свободного падения методом оборотного маятника.

Вывод: экспериментально проверили зависимости между физическими величинами, характеризующими колебания математического и оборотного маятников, экспериментально определили ускорения свободного падения g помощью математического и оборотного маятников;


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

55094. Виды фискальной политики государства. Цели, методы и последствия фискальной политики 28.18 KB
  Фискальная политика — это вмешательство государства в экономику путем изменения налогообложения и государственных расходов. Главными инструментами фискальной политики государства являются налоги и государственные расходы.
55097. Господарський процес. Методичні вказівки 396.5 KB
  Завданням цих методичних рекомендацій є засвоєння студентами знань про джерела права, сприяти глибокому засвоєнню змісту ряду нормативно – правових актів з курсу, навчити користуватися ними, навчити використовувати їх зміст при вирішенні конкретних правових питань, навчити застосовувати теоретичні положення на практиці, прищепити навики складання процесуальних документів...
55098. ПСИХОЛОГІЯ ЯК НАУКА 273 KB
  Предметом психології є: а душа людини; б характер темперамент особливості діяльності людини; в психічні процеси психічні властивості та психічні стани; г свідомість та підсвідомість. Яке з наведених нижче тверджень є правильним а свідомість людини існує поза діяльністю а виявляється в діяльності;...
55099. Маркетинг. Методичні вказівки 296 KB
  Практичні заняття, самостійне опрацювання літературних та інших інформаційних джерел мають сприяти кращому засвоєнню теоретичного матеріалу, напрацюванню певних практичних навичок та умінь для реалізації високого рівня фахової підготовки.
55100. Навчально-виховний процес як основа діяльності викладача вищої школи 74 KB
  Чому професіонал це завжди індивідуальність зі своїм обличчям почерком Чи сформований на вашу думку у вас власний стиль професійної діяльності Виділіть основні його ознаки. Чи можна в основу навчання студента покласти копіювання зразків новаторського досвіду за фахом Який викладач вибере групу студентів ...
55101. Перемещение и копирование частей рисунка 323.5 KB
  Используя команду горизонтального меню Рисунок Атрибуты измените размер полотна: ширина 93 высота 86 единицы измерения: см Используя инструменты панели рисования палитру операции перемещения и копирования нарисуйте солнце в качестве подсказки можно использовать следующие этапы...
55102. Кредит: сущность, функции, источники. Виды кредита 21.39 KB
  Условия срочности отражают необходимость возврата кредита не в любое, приемлемое для заемщика время, а в точно определенный срок, зафиксированный в кредитном договоре