лр 2. лаба 2. Лабораторная работа 2 исследование динамики свободных гармонических колебаний в поле силы тяжести
![]()
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 «ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ СВОБОДНЫХ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В ПОЛЕ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ» ![]() ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение закономерностей колебательного движения тела в однородном поле силы тяжести; исследование процессов превращения энергии в консервативных системах; определение момента инерции физического маятника. СХЕМА УСТАНОВКИ: Конструкция оборотного маятника представлена на рис. 2.1. На стержне 1 закреплены два диска – D1 и D2. Маятник может быть подвешен на кронштейне к легкой призме, трение в которой пренебрежимо мало. ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: физический маятник; секундомер; масштабная линейка, чертежный треугольник. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ Период колебания маятника . ![]() Момент инерции маятника I = ![]() Полный момент инерции маятника ![]() Где ![]() ![]() Если период колебаний маятника определен экспериментально, то из п.1 можно найти момент инерции маятника I = ![]() Полная механическая энергия маятника ![]() ![]() ![]() Приведенная длинна маятника ![]() Объём цилиндра диаметром D и длинной(высотой) h ![]() Масса цилиндраобъёмом V ![]() ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА ПУНКТ 1. N=5 P=95% ![]() ![]() ![]()
![]() ![]()
ПУНКТ 2 N=5 P=95% ![]() ![]() ![]() T=t/n
![]() ![]()
ПУНКТ 3 N=5 P=95% ![]() ![]() ![]() I= ![]() ![]()
ПУНКТ 4 ![]() ![]()
ПУНКТ 5
ПУНКТ 6
ПУНКТ 7
Несильно отличается от значения, определенного экспериментально (0.392 м) ПУНКТ 8 L=0.12 м
Результат момента инерции с учетом погрешности соответствует полученному экспериментально в п. 3 (0.2266 кг* ![]() ВОПРОСЫ: 1)Колебания гармонические, если происходят по синусоидальному закону. При малом ![]() ![]() 2)Физический маятник – подвешенное на нерастяжимой нити тело, колеблющееся за счет своей силы тяжести. Математический – частный случай физического, идеализированная система, тело представляет собой материальную точку. Длинна математического маятника, период которого совпадает с периодом колебаний данного физического маятника называется приведенной длинной физического маятника. Её можно найти экспериментально, если найти новую ось ![]() ![]() ![]() 3)Центр масс (центр инерции) – геометрическая точка имеющая координаты ![]() Характеризует распределение масс системы 4) Момент инерции -скалярная физическая величина, мера инертности во вращательном движении вокруг оси ![]() Момент инерции составного тела ![]() 5)Конструкция оборотного маятника представлена на рис. 2.1. На стержне 1 закреплены два диска – D1 и D2. Маятник может быть подвешен на кронштейне к легкой призме, трение в которой пренебрежимо мало. Измерения проводятся, как прямым образом ( чертежная линейка, транспортир, секундомер) , так и косвенным ( ![]() 6)Момент инерции зависит от размеров, массы тела и от оси вращения ![]() 7) ![]() ![]() 8)Колебание математического маятника можно описать законом сохранения энергии ![]() ![]() 9) x(t)=Asin ![]() x - координата точки в момент времени t А - амплитуда ![]() ![]() 10) Из закона сохранения полной механической энергии ![]() ВЫВОДЫ: Мы рассмотрели закономерности колебания тела в однородном поле тяжести, проследили отличие физического маятника от математического, исследовали процессы превращения энергии в консервативных системах. Научились определять моменты инерции физического маятника, в том числе составного |