Методом физического маятника

Цель:   изучение законов колебательного движения.
Оборудование:   физический маятник, линейка, секундомер.

Физическим маятником называют твердое тело, совершающее колебания вокруг оси, не проходящей через его центр масс (см. рисунок).

О ¾ точка подвеса маятника; С ¾ центр масс тела; l ¾ расстояние от точки подвеса до центра масс. методом физического маятника - student2.ru

Период колебаний физического маятника определяется по формуле:

методом физического маятника - student2.ru ,

где I ¾ момент инерции маятника.

Порядок выполнения работы

1. Измерить внутренний радиус R, толщину DR и ширину кольца Dl.

R =

DR =

Dl =

2. Определить массу кольца по формуле:

m = 2 p r R DR Dl =

где r — плотность материала, r = 7600 кг/м3.

3. Измерить время t за которое маятник совершит n полных колебаний (количество колебаний задает преподаватель).

t =

4. Определить период колебаний маятника:

T = t / n =

5. Вычислить экспериментальное значение момента инерции физического маятника по формуле:

методом физического маятника - student2.ru =

6. Рассчитать относительную погрешность измерений:

dI = 2DТ / Т + DR / R =

где DТ = Dt / n ¾ абсолютная погрешность определения периода; Dt ¾ абсолютная погрешность измерения времени.

7. Рассчитать абсолютную погрешность измерений:

DI = I dI =

8. Записать результат в виде: I = (I ± DI),

I = (± ) кг×м2.

9. Вычислить теоретическое значение момента инерции по формуле:

Iтеор = 2 m R2 =

10. Сравнить экспериментальное значение момента инерции с теоретическим:

методом физического маятника - student2.ru =

Контрольные вопросы

1. Дайте определение механических колебаний.

2. Какие колебания называются свободными?

3. Дайте определение физического маятника.

4. Дайте определение момента инерции тела.

5. Сформулируйте теорему Штейнера.

6. Дайте определения момента силы, углового ускорения.

7. Запишите формулу дифференциального уравнения свободных колебаний физического маятника.

Содержание

Краткие теоретические сведения …………………………………………… 3

Лабораторная работа 1-1 ……………………………………………………. 5

Лабораторная работа 1-2 ……………………………………………………. 7

Лабораторная работа 1-3 ……………………………………………………. 10

Лабораторная работа 1-4 ……………………………………………………. 13

Лабораторная работа 1-5 ……………………………………………………. 17

Лабораторная работа 1-6 ……………………………………………………. 20

Лабораторная работа 1-7 ……………………………………………………. 22

Лабораторная работа 1-8 ……………………………………………………. 24

Лабораторная работа 1-9 ……………………………………………………. 28

Лабораторная работа 1-10……………………………………………………. 32

Учебное издание

Составители:

ВАГАН Владимир Алексеевич

ДЖУЖУК Игорь Иванович

ДУТОВА Елена Валентиновна

ШЕГАЙ Владимир Викторович

Рабочая тетрадь по Механике

Методические указания

к лабораторным работам по физике

для студентов 1-го курса технических специальностей

всех форм обучения

Редактор

Подписано к печати 31.01.2006 г. Формат 60´84/16 Бумага офсетная. Объем 1,6 усл. п. л. 1,3 уч.-изд. л. Заказ № Тираж 25 экз.
Редакционно-издательский отдел РГАСХМ ГОУ 344023, г. Ростов-на-Дону, ул. Страны Советов, 1 Отпечатано в копировально-множительном бюро РГАСХМ ГОУ

Наши рекомендации