Физический маятник

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 3
Оценка:
0.00 из 5.00 — оценок
Скачиваний: 0

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)»

Кафедра «Управление качеством и сервис»

 

 

Лабораторная работа

по дисциплине «Методы и средства испытания и контроля»

Физический маятник

 

Выполнила: студентка

группы УКб-14Э1

очная форма обучения

Богочанова А.А.

Проверил: Байда А.С.

.

 

 

Омск – 2016

Лабораторная работа №2

ФИЗИЧЕСКИЙ МАЯТНИК

Цель работы

Приобретение практических навыков при работе с измерительными приборами. Изучение метода измерений времени и периода колебаний маятника. Выявление зависимости периода колебаний от положения точки подвеса. Определение ускорения свободного падения.

Материальное обеспечение

1. Лабораторный комплекс ЛКМ-3.

2. Тяжелый стержень с отверстиями.

 

 

1.Теоретические положения

Физическим маятником называется твёрдое тело, способное совершать колебания вокруг неподвижной точки, не совпадающей с его центром инерции. Физический маятник совершает затухающие колебания, поскольку на него значительное влияние оказывают силы сопротивления. Физический маятник является колебательной системой.

Колебания – движения или процессы, обладающие той или иной степенью повторяемости во времени. Колебания называют периодическими, если значения физических величин, изменяющихся в процессе колебания, повторяются через равные промежутки времени.

Амплитуда колебаний – максимальное значение отклонения тела от положения равновесия.

Фаза колебаний – периодически изменяющийся аргумент функции, описывающий колебательный или волновой процесс. Фаза характеризует состояние этого процесса в данный момент времени.

Колебательная система – система, способная совершать свободные колебания.

Затухающие колебания – собственные колебания, амплитуда которых уменьшается с течением времени.

Колебания предоставленной самой себе системы, вызванные первоначальным кратковременным внешним возбуждением (сообщением начального запаса энергии), называются свободными или собственными.

Период колебаний T – это наименьший промежуток времени, через который система, совершающая колебания, возвращается в первоначальное состояние.

, (1)

где h – приведенная длина маятника; g – ускорение свободного падения.

Приведенная длина маятника h – это характеристика физического тела, для которого она является величиной неизменной.

, (2)

 

 

Схема установки модели физического маятника.

 

2.Результаты измерений и расчетов.

Таблица 1. Период колебаний маятника в зависимости от расстояния до точки подвеса:

Координата х, м 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16
Расстояние до точки подвеса L, м 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0
Период колебания Т, с 0,946 0,923 0,902 0,895 0,905 0,948 1,074 1,428 -

 

Координата х, м 0,18 0,20 0,22 0,24 0,26 0,28 0,30 0,32
Расстояние до точки подвеса L, м 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16
Период колебания Т, с 1,416 1,068 0,948 0,904 0,894 0,904 0,922 0,947

 

Таблица 2. Определение ускорения свободного падения:

№ № п/п Период колебаний Т, с Координата , м Координата , м Приведенная длина h, м Ускорение свободного падения g, м/
1 0,904 0,08 0,28 0,20 9,66
2 0,894 0,06 0,26 0,20 9,88

 

Таблица 3. Исследование затухающих колебаний.

Время, с 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Амплитуда, Градусы 30
Период колебаний, с 1,103 1,003 0,963 0,944 0,934 0,927 0,924 0,921 0,919 0,919