ЛАбы за 1 семестр. Может кому-то понадобятся / ЛАБА 8

Лабораторная работа №8

Исследование движения маятника Максвелла

Цель работы:

1. Изучение особенностей движения маятника Максвелла.

2. Рассмотрение превращения механической энергии маятника из одной формы в другую и диссипацию этой энергии.

Ход работы:

1. Закрутили маятник Максвелла. При этом максимальная высота закрученного маятника 42 см=0,42м; радиус механического круга равен 3; масса составила 542г=0,542кг. Затем маятник отпустили, заметили, что с каждым разом он подымался на меньшую высоту и с каждым разом время опускания и подъёма маятника становилось меньше. Почему же так происходит? Дело в том, что маятник во время своего движения обладает кинетической и потенциальной энергией, причём одна переходит в другую. Его полная механическая энергия, равная сумме кинетической и потенциальной энергии, рассеивается в пространстве. В результате чего его колебания затухают с течением времени. Следующим этапом для нас стало заполнение таблицы:

№ опыта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
tопус ,с	3,24	3,12	2,67	2,5	2,15	1,8	1,7	1,6	1,5	1,2
tпод, с	2,8	2,6	2,3	2,15	2,0	1,9	1,7	1,6	1,5	0,9
h, м	36	33	30	24	22	19	18	17	16	12,5

По таблице вычисляем средние значения t_опуск , t_под , h. Для этого пользуемся формулой:

(с)

(с)

Цена деления (ΔН) равна 1мм=0,001м, а мы знаем, чему равна Н – начальная высота положения маятника. Мы можем найти .

вычислим:

0,42м – 0,001м=0,419м,

Так же зная массу маятника и его радиус мы можем найти момент инерции: J=[mr²], 0,542кг*9=4,878кгм².

2. По формуле (2) вычисляем значение υ и ω, подставляя средние значения выше найденных величин:

Затем подставляя средние значения в (4), вычислим среднюю работу (А).

3. Вычислили среднее значение работы А_дис, совершаемой силами сопротивления (трения) за один цикл опускания и подъёма маятника. Для этого в (3) подставляют среднее значение .

Рассчитаем ошибку измерения ΔА_дис по формуле

ВЫВОД: В ходе работы мы установили, что движение маятника представляет собой сумму поступательного и вращательного движения. Движение маятника происходит с постоянным ускорением, которое направлено вертикально вверх. Колебания маятника Максвелла хорошим примером перехода механической энергии из одной формы в другую.