Контрольная работа: Изучение физического маятника

👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Рязанская государственная радиотехническая академия
Цель работы: изучение законов колебательного движения на примере физического маятника.
Приборы и принадлежности: маятник универсальный ФПМ04.
Колебания - это процессы (движения или изменения состояния), в той или иной степени повторяющиеся во времени.
Колебательные процессы разделяют на механические, электромагнитные, электромеханические и т.д.
Механические колебания – колебания физических тел (маятников, струн, частей механизмов и т.д.); электромагнитные – колебания величин показывающих состояние электромагнитного поля (переменного электрического тока в цепи, колебания векторов напряженности и магнитной индукции переменного электромагнитного поля); электромеханические - колебания физических тел под действием электромагнитных полей (мембраны телефона, диффузора электродинамического громкоговорителя и т.д.)
Колебательная система – система совершающая колебания.
Любые колебания могут быть свободными или вынужденными.
Свободные колебания или собственные колебания – есть колебания, которые происходят в отсутствии переменных внешних воздействий на колебательную систему и возникает при однократном отклонения системы от состояния ее устойчивого равновесия.
Вынужденные колебания – есть колебания, возникающие, в системе под влиянием переменного внешнего воздействия.
Гармонические колебания подчиняются по закону:
где A- амплитуда колебаний; w 0
= 2p/Т - круговая частота; Т - период; t - время; a - начальная фаза колебаний; (w 0
+ a) – фаза колебаний.
Функция x(t) в (1) представляет собой решение дифференциального уравнения свободных колебаний:
Физическая система, выведенная из состояния равновесия и предоставленная самой себе, в которой изменение одного из параметров описывается дифференциальным уравнением (2), называется классическим гармоническим осцилятором.
Физический маятник - любое твёрдое тело которое под действием силы тяжести может свободно качаться вокруг неподвижной горизонтальной оси, не проходящей через центр масс. Движение маятника описывается уравнением:
где I - момент инерции мятника; j - угол отклонения маятника от положения равновесия; t – время; M – момент действующих на маятник сил.
В данной работе в качестве физического маятника используется однородный стальной стержень дайны l. На стержне закреплена опорная призма, острое ребро которой является осью качения маятника. Призму можно перемещать по стержню. Пусть расстояние от оси качения маятника до его центра масс равно b.
где - момент инерции стержня относительно оси, проходящей через его середину, m - масса маятника.
Момент силы тяжести, действующей на маятник:
Знак "минус" ставится так, как направление действия возвращающей силы и j всегда противоположны.
В данном случае моментом силы трения можно пренебречь. Подставляя выражения для I и M в (4) получаем уравнение:
Решением данного уравнения является функция:
Амплитуда j 0
и фаза aзависят от того, как возбуждаются колебания маятника.
Период колебаний физического маятника не зависит ни, от фазы, ни от амплитуды колебания. Это утверждение справедливо для колебаний, подчиняющихся уравнение (7). Движение маятника описывается этим уравнением приближенно - в той мере, в какой справедлива использованная при выводе (7) формула sin(j) »j. Исследование правильности утверждения о том, что период колебаний маятника независит от амплитуды, является чувствительным методом проверки теории. Как известно, период колебаний математического маятника определяется формулой:
10) , где l - длина математического маятника.
называется приведенной длиной физического маятника. Точку О’, отстоящую от точки опоры O на расстояние l пр
, называют центром качания физического маятника, Можно доказать, что точка опоры и центр качания маятника обратимы, т.е. при качании маятника вокруг точки O период должен быть таким же, как и при качании вокруг точки O’. Исследование справедливости этого утверждения является другим методам проверки теории. Ещё один метод заключается в проверке правильности формулы (9). Величину b можно изменять, передвигая опорную призму по стержню.
В данной работе в качестве математического маятника используется металлический шарик, подвешенный на двух расходящихся нитях, длину которых можно изменять.
После работы с установкой имеем все данные, которые занесены в таблицу и длину физического маятника l изм
= 0,6 м.
Теперь построим график зависимости T 2
b от b 2
.
Возьмём несколько точек на графике и найдём по их параметрам (T 2
b и b 2
) значения и для данных точек.
По найденным значениям величин и для точек А, В, С найдём их средние значения:
Отсюда найдём значения g (ускорения свободного падения) и l (реальная длина маятника).
Найденное значение l примерно равняется l изм
.
Теперь оценим погрешность величины g.
Выражая g из формулы (9) получим формулу вида: .
Вычисление g по данной формуле допускает определение погрешности вычисления величины g по упрощённой формуле.
Для нахождения абсолютной погрешности Dg, найдём погрешности величин найденных прямыми измерениями: Dt, Db и Dl.
при t c
= 1,96, k = 1.1(для P = 0,95) и с = 10 -3
с.
Так как различные длины b i
измерялись по одному разу (D сл
» 0).
при k = 1.1(для P = 0,95) и с = 10 -3
м.
Значение Dl = Db, т.к. l измерялось тем же измерительным инструментом и 1 раз, как и b.
Теперь подставим значения абсолютных погрешностей Dl, Db и Dt в формулу расчёта Dg:
Далее по формуле (11) найдём приведённую длину физического маятника l пр
.
Найденное значение приведённой длины l пр
равняется длине математического маятника.

Название: Изучение физического маятника
Раздел: Рефераты по физике
Тип: контрольная работа
Добавлен 16:18:08 19 декабря 2010 Похожие работы
Просмотров: 671
Комментариев: 16
Оценило: 2 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Контрольная работа: Изучение физического маятника
Реферат: Weaponry Used In Wwi Essay Research Paper
Порядок разработки плана
Реферат: Fried Green Tomatoes Essay Research Paper Fried
Реферат На Тему Армянская Кухня
Электротехника Практическая Работа 1
Реферат На Тему Понятие И Виды Объектов, Имущества, Вещей В Гражданском Праве Украины
Классификация Предприятий Общественного Питания Реферат
Реферат по теме Проблема источников зла и греховности в мире в средневековой философии
Брюсов Собрание Сочинений В 7 Томах Скачать
Реферат по теме Научные основы и методология государственного регулирования экономики
Доклад Введение Образец
Контрольная работа по теме Идея наглядности в дидактике Коменского и в современном образовании
Реферат по теме Демографічна ситуація в Україні з 2000 по 2008 рік
Сочинение На Тему Один День Осени
Реферат На Тему Философское Значение Глобальных Проблем Современности
Реферат по теме Жизнь и творчество Эдгара Дега
Итоговая Контрольная Работа По Химии Габриелян
Сочинение О Державине 7 Класс Кратко
Право И Экономика Курсовая Работа
Автоматизация Технологических Процессов И Производств Дипломные Работы
Реферат: Происхождение человека
Курсовая работа: Формування екологічно сталих агроландшафтів на території Слобідської сільської ради Кагарлицького району, Київської області
Реферат: О происхождении “высокотемпературных” осцилляций кинетических коэффициентов в висмуте и полуметаллических сплавах на его основе