Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4:
Математический маятник.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение свободных колебаний математического маятника оценка точности реализации модели математического маятника в лабораторной установке; определение ускорения свободного падения; оценка результатов измерений расчет погрешностей.
ОБОРУДОВАНИЕ: лабораторная установка, электронный секундомер (∆t0=0,002с),
МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ:
Свободные колебания маятника. Определение погрешностей при прямых и косвенных измерениях.
ЛИТЕРАТУРА:
Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.1 Механика. М., 1989.
Савельев И.В. Курс физики Т.1 М., 1989.
Детлаф А.А., Яровский Б.М. Курс физики. М., 1989.
ТЕОРИЯ:
Период малых колебаний физического маятника:
Момент инерции шара относительно оси ОО’ (следствие теоремы Гюйгенса-Штейнера)
Учитывая пренебрежительно-малые размеры шара:
Систематическая погрешность определения момента инерции:
Период колебания маятника с учетом преобразований:
Отсюда, ускорение свободного падения:
Общий вид установки изображен на рисунке. Маятник универсальный представляет собой настольный прибор:
1. На вертикальной стойке основания 1 крепится кронштейн 2, который имеет смежность поворота вокруг стойки на 3600 и фиксации в любом выбранном положении.
2. С одной стороны кронштейна 2 подвешен математический маятник 3, а с другой - физический оборотный маятник 4.
3. Математический маятник 3 представляет собой металлический шарик 5 бифилярном подвесе, длину подвеса можно изменять, вращая ручку 6.
4. Физический оборотный маятник 4 представляет собой стальной стержень двумя грузами 8, подвешенный на опорной призме 9. Грузы 8 и опорные гири 9 могут перемещаться по всей длине стержня 7 и фиксироваться в требуемом положении. Стержень 7 имеет кольцевые проточки, нанесенные через 10 мм, которые служат для надежной фиксации грузов и опорных призм, а также для отсчета расстояний между ними. Грузы и опорные призмы имеют размеры по длинне стержня кратные 10 (20) мм и элементы фиксации, находящиеся строго посередине дине этих размеров, что облегчает определение расстояний между ними. 5. Шкала 10, нанесенная на вертикальной стойке, предназначена для определения длины математического маятника.
6. Датчик фотоэлектрический 11 с помощью нижнего кронштейна 12 закреплен в нижней части вертикальной стойки и имеет возможность перемещаться вдоль, так и вокруг вертикальной стойки и фиксироваться в любом положении. Датчик предназначен для выдачи электрических сигналов на миллисекундомер 13.
7. Миллисекундомер физический комбинированный 13 выполненсамостоятельным прибором с цифровой индикацией времени и количества, полных периодов колебаний маятников. Миллисекундомер жестко закреплен на основании.
ПОРЯДОК РАБОТЫ.
1. По шкале 10 определить длину математического маятника l.
2. Привести маятник в колебательное движение. Отклонив его на угол 5-60. нажать кнопку "СБРОС" на миллисекундомере и без толчка отпустить маятник.
3. По показаниям миллисекундомера определить среднюю величину периода 10 колебаний маятника. Т =t/l0.