Главная страница
Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Методика экспериментов и обработка результатов
Задание 1: Определить значение ускорения свободного падения g с помощью математического маятника.
1. Зарисуйте таблицу 8.1.
Таблица 8.1
| , м
| t, с
| , с2
| 1.
…
10.
|
|
|
| - Снимите физический (оборотный) маятник с верхнего кронштейна.
- Установить нижний кронштейн с фотодатчиком в крайнее нижнее положение шкалы так, чтобы плоскость кронштейна, окрашенная в синий цвет, совпала с одной из рисок шкалы.
- Установить верхний кронштейн таким образом, чтобы шарик математического маятника оказался в рабочей зоне фотодатчика. При помощи устройства 10 добиться такого положения шарика, при котором его центральная риска будет совпадать по высоте с риской на фотодатчике.
- По шкале вертикальной стойки определите длину математического маятника
. Результаты занесите в таблицу. - Нажмите кнопку «СЕТЬ» блока.
- Приведите математический маятник в колебательной движение, отклонив металлический шарик на угол примерно 5-6 градусов, одновременно нажав кнопку «ПУСК» на блоке.
- По показанию таймера определите значение времени 20 колебаний маятника, нажав кнопку «СТОП». Занесите значение t в таблицу.
- Определите значение периода колебаний маятника по формуле: T = t/n (n – число колебаний).
- Определите значения Т2 и запишите в таблицу.
- Повторите п.п.5-10 для 10 разных значений
. - Постройте график зависимости T2 от
и по нему определите угловой коэффициент , и рассчитайте значение g. - Определите погрешность полученного значения g.
Задание 2: Определить значение ускорения свободного падения g с помощью физического (оборотного) маятника.
- Зарисуйте таблицу 8.2.
| n = 10
|
| t1, с
| T1, с
| t2, с
| T2
| T1/T2
|
|
|
|
|
|
| …
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| =, м
|
- Укрепите призматическую опору 12 на расстоянии около 120 мм от конца стержня 11 физического (оборотного) маятника и два груза 13 в положениях, обозначенных на рис. 8.3.
- Подвесьте оборотный маятник на одной из призматических опор. Поверните верхний кронштейн на 180 градусов так, чтобы стержень маятника находился в рабочей зоне фотодатчика.
- Отклоните маятник на угол примерно 5-6 градусов, нажмите кнопку «ПУСК» на блоке и без толчка отпустите маятник. По показанию таймера определите значение времени 10 колебаний маятника, нажав кнопку «СТОП». Определите значение периода колебаний маятника по формуле: T1 = t1/n.
- Поверните маятник и подвесьте его на другой призматической опоре.
- Отклоните маятник на угол примерно 5-6 градусов, нажмите кнопку «ПУСК» на блоке и без толчка отпустите маятник. По показанию таймера определите значение времени 10 колебаний маятника, нажав кнопку «СТОП». Определите значение периода колебаний маятника по формуле: T2 = t2/n.
- Перемещением призматических опор и грузов на стержне добейтесь примерного совпадения периодов колебания маятника при его качании на обеих призматических опорах с точностью не более 0, 5% (T1/ T2=0, 995).
- Определите расстояние между опорными гранями двух призматических опор
при помощи линейки и вычислите ускорение свободного падения g по формуле (8.10). - Определите погрешность полученного значения
. - Сравните найденные значения g с табличным значением и сделайте вывод.
Задание 3: Определить положение центра масс физического маятника.
- Установите грузы 13 в произвольном положении на стержне 11 физического (оборотного) маятника (рис. 8.3).
- Определите периоды колебаний оборотного маятника Т1 и Т2 в соответствии с п.п. 3-5 задания 2 (сначала на одной призматической опоре, затем перевернув его).
- Определите расстояние
от центра масс до точки подвеса по формуле: ,
где L – расстояние между призматическими опорами, м (измерьте при помощи линейки).
Контрольные вопросы
1. Что называется математическим и физическим маятниками?
2. При каких условиях колебания этих маятников являются гармоническими?
3. Получите дифференциальное уравнение гармонических колебаний математического маятника.
4. Получите дифференциальные уравнения затухающих и незатухающих колебаний физического маятника.
5. Напишите решение дифференциального уравнения затухающих колебаний и представьте его графически.
6. Что такое приведенная длина физического маятника?
7. Как определяется графически и D для математического и физического маятников?
|