лаб3_Мансуров
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра Информационных систем (ИС)
отчет
по лабораторной работе №3
по дисциплине «Физика»
Тема: Исследование динамики колебательного и вращательного движения
Студент гр. 1324 |
|
Мансуров Я. В. |
Преподаватель |
|
Сизова Е. А. |
Санкт-Петербург
2022
Цель работы.
Исследование динамики колебательного движения на примере крутильного маятника, определение момента инерции маятника, модуля сдвига материала его подвеса и характеристик колебательной системы с затуханием.
Приборы и принадлежности.
Крутильный маятник, секундомер, масштабная линейка, микрометр. Применяемый в работе крутильный маятник (рис.) представляет собой диск, закреплённый на упругой стальной проволоке, свободный конец которой зажат в неподвижном положении.
Обработка результатов эксперимента.
P=95%, n=5, N=5
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
tдi↑, (c) |
4,57 |
4,59 |
4,59 |
4,59 |
4,62 |
tд’=4,592; R=0,05 |
Ui = tдi+1 – tдi |
0,02 |
0 |
0 |
0,03 |
- |
UP,NR=0,032 |
(Δtдi)2*10-4 |
4,84 |
0,04 |
0,04 |
0,04 |
7,84 |
Σ(Δtдi)2=12,8*10-4 |
tк↑,(c) |
6,46 |
6,47 |
6,47 |
6,49 |
6,53 |
tд’=6,484; R=0,07 |
Ui = tкi+1 – tкi |
0,01 |
0 |
0,02 |
0,04 |
- |
UP,NR=0,045 |
(Δtдi)2*10-4 |
5,76 |
1,96 |
1,96 |
0,36 |
21,16 |
Σ(Δtкi)2=31,2*10-4 |
toдi↑, (c) |
18,56 |
19,32 |
19,38 |
19,63 |
19,86 |
toд’=19,35; R=1,3 |
Ui=toдi+1–toдi |
0,76 |
0,06 |
0,25 |
0,23 |
- |
UP,NR=0,832 |
(Δtoдi)2 |
0,6241 |
0,0009 |
0,0009 |
0,0784 |
0,2601 |
Σ(Δtoдi)2=0,9644 |
toкi↑, (c) |
21,91 |
22,82 |
22,88 |
23,03 |
24,0 |
toк’=22,928;R=2,09 |
Ui=toкi+1–toкi |
0,91 |
0,06 |
0,15 |
0,97 |
- |
UP,NR=1,34 |
(Δtoкi)2 |
1,0363 |
0,0117 |
0,0023 |
0,0104 |
1,1491 |
Σ(Δtокi)2=2,2098 |
=0,008
=0,01249
=0,2196
=0,3324
Δtд=t P, N ∙ Stд=0,0224 с Δtк=t P, N ∙ Stк=0,03498 с
Δtoд=t P, N ∙ Stoд=0,61488 с Δtок=t P, N ∙ Stок=0,93072 с
с 
с
с
Рассчитаем периоды колебаний диска T=t/n
=1,2968
Рассчитаем собственную частоту затухания маятника
Рассчитаем собственные частоты колебаний маятника
;
;
;
Рассчитаем момент инерции диска
;
Рассчитаем момент инерции диска, исходя из его размеров и плотности
Рассчитаем коэффициент кручения и модуль сдвига подвеса
=7,676;
=3,850
1,872
0,0416
1,872;
0,0416;
Среднее значение
модуля сдвига:
;
Gд=1,482*1012;
Gk=7,435*1011
Значение модуля Юнга: E=G(1+V); Eд=1,927*1012; Ek=9,666*1011
Определите начальное значение полной энергии, мощности потерь и добротности маятника
;
Wд=
Дж; Wк=4,682Дж;
; 
;
; 
Выводы
В процессе лабораторной работы были найдены период колебаний
крутильного маятника с кольцом и без кольца. За счёт большей инерции
маятник с кольцом имел больший период, чем без кольца. Мы выяснили, что
маятник обладает малой потерей энергии и высокой добротностью, что
свидетельствует о свойстве системы хорошо сохранять энергию.
В процессе лабораторной работы были найдены период колебаний
крутильного маятника с кольцом и без кольца. За счёт большей инерции
маятник с кольцом имел больший период, чем без кольца. Мы выяснили, что
маятник обладает малой потерей энергии и высокой добротностью, что
свидетельствует о свойстве системы хорошо сохранять энергию.
В процессе лабораторной работы были найдены период колебаний
крутильного маятника с кольцом и без кольца. За счёт большей инерции
маятник с кольцом имел больший период, чем без кольца. Мы выяснили, что
маятник обладает малой потерей энергии и высокой добротностью, что
свидетельствует о свойстве системы хорошо сохранять энергию.
В процессе лабораторной работы были найдены период колебаний
крутильного маятника с кольцом и без кольца. За счёт большей инерции
маятник с кольцом имел больший период, чем без кольца. Мы выяснили, что
маятник обладает малой потерей энергии и высокой добротностью, что
свидетельствует о свойстве системы хорошо сохранять энергию.
В процессе лабораторной работы были найдены период колебаний
крутильного маятника с кольцом и без кольца. За счёт большей инерции
маятник с кольцом имел больший период, чем без кольца. Мы выяснили, что
маятник обладает малой потерей энергии и высокой добротностью, что
свидетельствует о свойстве системы хорошо сохранять энергию.
В процессе лабораторной работы были найдены период колебаний крутильного маятника с кольцом и без кольца. За счёт большей инерции маятник с кольцом имел больший период, чем без кольца. Мы выяснили, что маятник обладает малой потерей энергии и высокой добротностью, что свидетельствует о свойстве системы хорошо сохранять энергию.