|
|
Лабораторная работа 1. 6 Измерение ускорения свободного падения с помощью оборотного маятника выполнили Проверил Минск,2013
Учреждение образования
“Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники ”
Кафедра физики
Лабораторная работа №1.6
ИЗМЕРЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ОБОРОТНОГО МАЯТНИКА
Выполнили:
Проверил:
Минск,2013
Цель работы:
Измерить ускорение свободного падения тел с помощью оборотного маятника.
Приборы и оборудование:
Секундомер, линейка, оборотный маятник.
Ход работы :
Измерив расстояние L1 между опорными ребрами призм, подвесил маятник за призму А1. Отклонил маятник на угол 20° и по секундомеру измерил время t n=20 полных колебаний.
Подвесил маятник за призму А2 и измерил время t´ того же числа полных колебаний.
Передвинул внутреннюю призму А2 на одно деление и снова измерив расстояние L2 между опорными ребрами призм, проделал пп. 1-2. Далее проделал пп. 1-3 пять раз. Таблица полученных результатов ниже.
-
№
|
L(м)
|
t(c)÷20
|
t’(c)÷20
|
1
|
0,77
|
1,71
|
1,62
|
2
|
0,755
|
1,68
|
1,64
|
3
|
0,72
|
1,67
|
1,65
|
4
|
0,66
|
1,64
|
1,7
|
5
|
0,62
|
1,59
|
1,76
|
6
|
0,58
|
1,54
|
1,78
|
Погрешность измерения длины  =0,005м, погрешность измерения одного колебания  =0,05с.
По полученным данным построил графики зависимостей t/20 и t´/20 от L. По точке пересечения этих графиков определим приведенную длину  и соответствующее ей время полного колебания маятника  .
Рассчитал ускорение свободного падения по формуле:
Вывод:
В ходе работы нам удалось измерить ускорение свободного падения тел с помощью оборотного маятника.
Ответы на контрольные вопросы:
Колебание – процесс, обладающий той или иной степенью повторяемости во времени. Свободными колебаниями называют колебания, которые совершает система, представленная самой себе после какого-либо внешнего воздействия. Вынужденными называются колебания, происходящие под действием внешней периодически изменяющейся силы.
Гармонические колебания – колебания при которых обобщённые координаты системы изменяются по закону синуса и косинуса.
при 
Амплитуда — максимальное значение смещения или изменения переменной величины от среднего значения при колебательном или волновом движении. Частота колебаний показывает, сколько колебаний совершается за 1 с. Единица частоты – герц (Гц). Аргумент синуса  называют фазой гармонических колебаний. Фаза гармонических колебаний определяет смещение в момент времени t.
Движение поменяет свое направление.
Физическим маятником называют твердое тело, совершающее колебания вокруг своей оси, проходящее через любую его точку, не совпадающую с центром инерции (тяжести) тела.
или
Если ограничиться случаем малых колебаний т.е. углов отклонения, удовлетворяющих в радианной мере приближенному равенству sin ≈, то уравнение
перепишется так:
Общее решение этого уравнения имеет вид:
где:
 -угол наибольшего отклонение маятника от положения равновесия.
 — угол отклонения маятника от равновесия;
 — масса маятника;
Приведённая длина — это условная характеристика физического маятника. Она численно равна длине математического маятника, период которого равен периоду данного физического маятника. Приведённая длина вычисляется следующим образом:
где I — момент инерции относительно точки подвеса, m — масса, a — расстояние от точки подвеса до центра масс.
Центр качания — точка, в которой надо сосредоточить всю массу физического маятника, чтобы его период колебаний не изменился.
Свойством взаимности: если точку подвеса О и центр качания поменять местами, то период малых колебаний физического маятника не изменится. Действительно, новый период колебаний будет равен:
 |
|
|
Скачать 69.26 Kb.