Автор статьи
Валерия
Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
Внимание! Для выполнения данной лабораторной работы необходимо выбрать любое тело небольшого размера (шарик, кольцо, гайка и т.п., шарик можно слепить из пластилина) и подвесить его на нити.
- Экспериментально период колебания определяется по формуле
- Длина маятника определяется величиной l — длиной от точки подвеса до тела до его центра масс. Для этого лучше брать тело симметричной формы, чтобы середина тела совпадала с его центром масс.
- Амплитуда колебания определяется приближенно по миллиметровой шкале линейки как максимальное смещение от положения равновесия центра тела.
- При всех измерениях угол отклонения должен быть мал (α ≈ 4 ÷ 60).
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
- Установить на подвесе маятник так, чтобы длина l была ровна 100 см. Отвести маятник от положения равновесия так, чтобы точка закрепления шарика на нити сместилась на расстояние Х0 = 10-12 см. Отпустить
- Результаты измерений занести в табл.
| t, c | n | T, c | ω, с – 1 | А, мм | х0, мм | φ0, град |
- Записать в единицах СИ уравнение колебания математического маятника в виде х = А sin (ωt + φ0) м, и построить график этого колебания.
- Определить периоды колебания двух маятников одинаковой длины, име- ющих разные массы, и убедиться в независимости периода колебания ма- тематического маятника от массы. Для этого повторить измерения по п. 1-2 для тела другой массы (заменить тело)
- Оставить на подвесе любой из маятников. Установить длину маятника l = 100 см. Для данной длины l измерить время t, в течение которого со- вершаются n = 20 полных колебаний. По формуле (8) определить период колебаний маятника T. Результаты измерений занести в табл.
- Уменьшая длину нити на 150-200 мм повторить измерения по п. 5 три раза. Результаты измерений занести в табл.
| № | l, мм | 1 l, мм 2 | n | t, c | T, c | g, м/с2 |
| 1 | ● | ● | ● | ● | ● | |
| 2 | ● | ● | ● | ● | ● | |
| 3 | ● | ● | ● | ● | ● | |
| 4 | ● | ● | ● | ● | ● | |
| ср. | ● | ● |
- Построить график зависимости периода T от 1 , убедиться, что зависи- мость линейная.
|
- По результатам табл. 2, используя формулу
- Сделать вывод
Контрольные вопросы:
- Какие колебания называются гармоническими? Дайте определение их основных характеристик.
- Что называется математическим маятником?
- Под действием какой силы совершает колебания математический маят- ник?
- По какой формуле рассчитывается период колебаний математического- маятника?
- Запишите формулу для расчета полной энергии гармонического коле- бания, поясните ее смысл.
- Запишите уравнение гармонических колебаний, изобразите его графи- чески, укажите на графике основные характеристики.
- Почему шарик на нити можно считать математическим маятником?
- Вывести дифференциальное уравнение колебаний математического ма- ятника.
- Вывести формулу периода колебаний математического маятника.
- Чему равны период и амплитуда колебаний потенциальной энергии ма- тематического маятника?
- Какие существуют способы задания гармонических колебаний?
- Какое тело можно назвать физическим маятником? Почему?
- Покажите, что дифференциальное уравнение колебаний математиче- ского маятника является частным случаем уравнения для физического маятника.
- Как изменится период колебаний математического маятника, если его точку подвеса двигать вертикально вверх с ускорением a < g?
- Докажите аналитически и графически выполнимость закона сохране- ния механической энергии в гармонических колебаниях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высшая школа, 1999. С 255 — 261, 265.
- Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. М.: Наука, 1975. С 15- 32.
- Кабардин О.Ф. Справочные материалы. М.: Просвещение, 1991. С 214 — 221.
- Иверонова В.И. Физический практикум. Механика и молекулярная фи- зика. М.: Наука, 1967. С 54 —
- Майсова Н.Н. Практикум по курсу общей физики. М.: Высшая школа, 1970. С 88 —
О сайте
Ссылка на первоисточник:
http://www.dvgups.ru
Поделитесь в соцсетях: