70754

Изучение гармонических колебаний

Лабораторная работа

Физика

Цель работы: Изучить гармоническое колебательное движение на примерах колебаний математического физического и оборотного маятников. Свойства гармонических колебаний: Частота колебаний не зависит от амплитуды.

Русский

2014-10-26

170 KB

2 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ

БЕЛАРУСЬ

Гомельский государственный технический университет

имени П.О.Сухого

Кафедра физики

Лабораторная работа № 1-7

Начало работы

Выполнил студент гр. Э-13

                                                                                  Колесников П.М.

                                                                                                  Принял преподаватель

                                                                              Проневич О.И.

г. Гомель, 2001

Тема:                               Изучение гармонических колебаний.

Цель работы:  Изучить гармоническое колебательное движение на примерах                колебаний математического, физического и оборотного маятников. Используя математический и оборотный маятник, определить ускорение свободного падения.

Приборы:       Универсальный маятник РМ-04, и другие приборы входящие в состав системы приборов для лаборатории «физические основы механики».

Теоретическая часть:

    Гармоническим колебательным движением является движение, при котором тело движется во времени по синусоидальному или косинусоидальному  закону.

Свойства гармонических колебаний: - Частота колебаний не зависит от амплитуды.

                       - Принцип суперпозиций.

Уравнением движения гармонического осциллятора  является уравнение вида:

,       где     

,   где       А   -    амплитуда колебаний

                                        - фаза колебаний

        

Частота:        

Период:  

Затухающие синусоидальные колебания:

,   где величина  - амплитуда затухающих колебаний,  - коэффициент затухания ,  - собственная частота затухающих колебаний.

Затухающие колебания представляют собой непериодические колебания. Если  , то для характеристики затухающих колебаний используют логарифмический дескремент затухания  - это натуральный логарифм отношения амплитуды отстоящих друг от друга на период:

Если  - такое движения системы не имеет колебательного характера и называется апериодическим.

   Добротность – безразмерная величина, равная произведению  на отношение энергии колебательной системы в произвольный момент времени  к убыли этой энергии за промежуток времени от  до  

для слабо затухающих колебаний   

  Резонанс – явление резкого возрастания амплитуды колебаний при приближении циклической частоты возмущающей силы к значению резонансной частоты.

  Физический маятник – твердое тело, имеющее возможность колебаться под действием силы тяжести вокруг неподвижной горизонтальной оси, не проходящей через центр тяжести тела.

  Уравнение движения маятника имеет вид:  ,  - расстояние от центра инерции маятника до оси качения  (при малых колебаниях):

  Циклическая частота колебаний физического маятника:

  Математический маятник – это материальная точка, подвешенная на невесомой нерастяжимой нити и совершающая колебания в вертикальной плоскости под действием силы тяжести (предельный случай физического маятника).

,                                  

  Приведенной длиной физического маятника называется длина математического маятника, имеющего такой же период же период колебаний:

       

  Оборотный маятник – разновидность физического маятника:

            

Ход работы.

  1.  Определение ускорения силы тяжести с помощью математического маятника:
    •  Измеряем время n=10 полных колебаний математического маятника, опыт повторяем три раза:                                    

                                        Таблица №1

 

t,c

tср,c

Tср,c

g,m/c2

,m

1

12,808

 

 

2

12,807

12,809

1,281

9,625

0,4

3

12,811

 

 

 

 

  •  Находим абсолютную и относительную погрешности измерений:

                       

  1.  Определение ускорения свободного падения с помощью оборотного маятника:
    •  измеряем время 10 полных колебаний оборотного маятника, опыт повторяем три раза:

- Переворачиваем маятник и измеряем время 10 полных колебаний оборотного маятника, опыт повторяем три раза:

          

  •  При T1=T2, расстояние между опорами   
    •  По формуле  находим ускорение силы тяжести:

Определение момента инерции маятника:

  1.  Собираем маятник в соответствии с требованием опыта и устанавливаем на опору.

Определяем момент инерции маятника при разных положениях груза по формуле:

  •  Все измерения согласно опыта записываем в таблицу:

6. Строим график зависимости :

7. Вывод:  Изучили гармоническое колебательное движение на примерах                колебаний математического, физического и оборотного маятников. Используя математический и оборотный маятник, определили ускорение свободного падения.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

38483. Програма резервування даних про звукові файли в інформаційних системах 1.33 MB
  Основним конкурентом можна вважати програму Cll Центр WELLtime ціна якої приблизно становить 1750 грн.6 де – величина однієї із статей прямих витрат яка вибрана за основу в даному випадку це вартість інтелектуальної власності грн. грн.3 – це коефіцієнт який враховує додаткові витрати; – загальні витрати на проектування даної розробки; грн.
38484. Технология приготовления зраз рыбных рубленных с картофелем жареным, соусом томатным 83 KB
  Технология приготовления подача и требования к качеству зраз рыбных рубленных с картофелем жареным соусом томатным Организация рабочего места для приготовления 220 порций зраз рыбных рубленных в рыбном цехе Охрана труда в рыбном цехе Список использованной литературы Приложения технологическая схема приготовления зраз рыбных рубленных с картофелем жареным соусом томатным расчет количества продуктов для приготовления 24 порций зраз рыбных рубленных с картофелем жареным соусом томатным Введение Рыба...
38485. Особливості обліку і аудиту витрат і виходу ріпаку в сільськогосподарських підприємствах 813 KB
  Економічний зміст витрат на виробництво та завдання їх обліку 1.Класифікація виробничих витрат та їх значення для обліку Розділ 2. Документальне забезпечення витрат та виходу продукції ріпаку 3. Синтетичний та аналітичний облік витрат та виходу продукції ріпаку 3.
38486. Творческие и педагогические аспекты деятельности концертмейстера в классе по дирижированию 147.5 KB
  Историческая обусловленность возникновения специальности концертмейстера. Творческие и педагогические аспекты деятельности концертмейстера в классе по дирижированию.Специфика работы концертмейстера в классе по дирижированию. Без концертмейстера не обойдутся музыкальные и общеобразовательные школы дворцы творчества эстетические центры музыкальные и педагогические училища и ВУЗы.
38487. Фольклор українського народу, як глибой та незалежний жанр музичного мистецтва 106 KB
  Календарнопостановочний план 20 ст. Ефект плавного переходу Середній план Ну что это со мной ты скажи что это со мной С обложкой весеннего цвета куплю тебе модный журнал прочтешь три четыре совета сошьешь себе платье на лето. СХ Добрый день а я жду вас Это для вас Не красна изба углами а красна пирогами Інтершум співає головна героїня Загальний план Життєвий шлях Віри Осадчої з перших кроків був наповнений народними співами. Закадровий текст; грає...
38488. Организация бухгалтерского учета и анализ деятельности предприятия малого бизнеса на примере ООО «РТ Сервис» 1.69 MB
  1 Нормативноправовые основы организации бухгалтерского учета на предприятиях малого бизнеса .3 Проблемы и основные перспективы развития малого предпринимательства в России 2 Организация бухгалтерского учета на предприятиях малого бизнеса на примере ООО РТ Сервис 2.2 Организация бухгалтерского учета имущества ООО РТ Сервис 2.
38489. Облік і аудит 576 KB
  Вона є кваліфікаційним документом на підставі якого Державна екзаменаційна комісія визначає рівень теоретичної і практичної підготовки випускника його готовність до самостійної роботи за магістерською програмою “Облік і оцінка майна підприємства†та приймає рішення про присвоєння кваліфікації “магістрâ€. Підготовка та захист дипломної роботи є одним із завершальних етапів навчального процесу. Метою ДР є систематизація закріплення розширення теоретичних і практичних знань зі спеціальності “Облік і аудит†магістерської програми...
38490. КОНЦЕПТУАЛИЗАЦИЯ ОГНЯ В СОВРЕМЕННОЙ ЯЗЫКОВОЙ КАРТИНЕ МИРА НА МАТЕРИАЛЕ НЕМЕЦКОГО ЯЗЫКА 280.5 KB
  Понятийная составляющая концепта ‘Feuer’. Образная составляющая концепта ‘Feuer’. Актуальность темы обусловлена задачами исследования концепта ‘Feuer’ в рамках когнитивного подхода. выявить лексические единицы репрезентирующие концепт ‘Feuer’и обеспечивающие первичную концептуализацию огня; 2.
38491. Прогресивний технологічний процес механічної обробки деталі Голка 988 KB
  Особлива увага приділяється на прискорений розвиток автоматичного обладнання з ЧПК, ріжучого інструменту із застосуванням природних та синтетичних алмазів та інших надзвичайно міцних металів. Перспективи науково – технічного прогресу впливають на характер та зміст труда робітника, збільшують вимоги до росту його культурно – технічного рівня.