
- •Министерство путей сообщения российской федерации московский государственный университет путей сообщения (миит)
- •Методические указания к лабораторным работам
- •Работа 4 изучение свободных колебаний пружинного маятника
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •I. Определение коэффициента жесткости пружины k по ee удлинению
- •II. Определение зависимости периода собственных колебаний пружинного маятника от массы груза
- •III. Определение коэффициента жесткости пружины методом колебаний Графический метод
- •Контрольные вопросы
- •Методы измерений и описание аппаратуры
- •Порядок выполнения работы
- •Оценка погрешности определения момента инерции
- •Контрольные вопросы
- •Cписок литературы
- •Работа 5а определение ускорения свободного падения
- •Введение
- •Метод измерений и описание аппаратуры
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Содержание
Метод измерений и описание аппаратуры
Оборотный маятник, применяемый в данной работе, изображен на рис.5. На металлическом стержне Ажестко закреплены опорные призмы B1 иB2. На стержне находятся два тяжелых груза в форме чечевицСиD,один из которых (С) жестко закреплен, а другой(D)может перемещаться вдоль миллиметровой шкалы и закрепляться в нужном положении. СгрузомDжестко связана и может перемещаться вдоль стержняАдополнительная подвижная шкалаМ,позволяющая определять положение подвижного груза на стержне.
Периоды колебаний такого маятника при последовательном подвешивании на обеих опорных призмах равны соответственно
(5)
Изменяя положение груза D,можно добиться равенства периодовT1=T2=T
при колебании
относительно осейВ1иВ2.
ТогдаВ1
и
В2
будут центром качания, аВ1
В2
станет приведенной длиной.
Учитывая, чтоd1+d2=
,получим для этого случая из выражения
(5) формулу для определения ускорения
свободного падения:
(6)
Приборы и принадлежности: физический маятник, секундомер.
Порядок выполнения работы
Пользуясь секундомером, определить периоды колебаний маятника для различных положений груза Dотносительно осей вращения, совпадающих с первой и второй опорными призмами. Это следует проделать перемещая груз и последовательно совмещая середину подвижной шкалыМс делениями шкалы стержня. Для этого измеряют не менее трех раз время 20 колебаний относительно двух опорных призм для каждого положения груза. Затем, используя среднее значение времени 20 колебаний tср,находят период колебанийТср. При расчетахtсрследует оставлять не менее двух, при расчетахТсрне менее трех знаков после запятой, а округление произвести после оценки погрешностей. Результаты занести в таблицы, составленные для1-й и2-й призм в отдельности.
Таблица 1
Положение груза x, |
Время 20 колебаний (призма 1) |
tср, с |
Тср, с | ||||
деления шкалы |
t1, с |
t2, с |
t3, с |
|
| ||
0 |
|
|
|
|
| ||
2 |
|
|
|
|
| ||
4 |
|
|
|
|
| ||
6 |
|
|
|
|
| ||
8 |
|
|
|
|
| ||
10 |
|
|
|
|
|
Таблица 2
Положение груза x, |
Время 20 колебаний (призма 2) |
tср, с |
Тср, с | ||||
деления шкалы |
t1, с |
t2, с |
t3, с |
|
| ||
0 |
|
|
|
|
| ||
2 |
|
|
|
|
| ||
4 |
|
|
|
|
| ||
6 |
|
|
|
|
| ||
8 |
|
|
|
|
| ||
10 |
|
|
|
|
|