- •Общие сведения
- •1. Свободные затухающие колебания
- •2. Определение коэффициента трения с помощью наклонного маятника
- •2.1. Теоретическое обоснование методики определениякоэффициента трения
- •2.2. Экспериментальная установка
- •2.3. Порядок выполнения работы на установке фпм-02
- •2.4. Выполнение работы на компьютерном имитаторе
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Оглавление
2.2. Экспериментальная установка
Для определения коэффициента трения используется установка ФПМ-02, общий вид которой приведен на рис. 5.
Рис. 5
Она состоит из следующих частей:
Регулируемые опоры, позволяющие обеспечить вертикальность первоначальной установки плоскости колебаний маятника.
Электронный блок с секундомером и счетчиком числа колебаний.
Клавиша включения электронного блока.
Индикатор счетчика числа колебаний маятника.
Индикатор электронного секундомера.
Клавиша обнуления индикаторов.
Клавиша остановки счетчика и секундомера (STOP).
Осветитель.
Шарик маятника.
Фотоэлемент, фиксирующий момент прохождения маятником положения равновесия.
Стержень, скрепленный с шариком. В момент прохождения маятником положения равновесия стержень перекрывает световой поток, падающий от осветителя на фотоэлемент.
Пластина, по которой катится шарик маятника.
Нить маятника.
Шкала углов отклонения маятника.
Регулировочный винт для изменения длины нити.
Механизм установки угла наклона плоскости колебаний маятника.
2.3. Порядок выполнения работы на установке фпм-02
Выполнение работы на установке ФПМ-02
Задание 1.Измерение коэффициента трения.
С помощью регулировочных винтов установите наклонную плоскость вертикально. При этом нить маятника занимает вертикальное положение и устанавливается напротив отметки 0 на шкале 14 (см. рис. 5) углов . Шарик почти касается пластины 12 наклонной плоскости.
Включить электронный блок и дать ему прогреться в течение трех минут.
Вращая рукоятку механизма 16, установить наклонную плоскость под углом =30.
Отвести маятник от положения равновесия на угол = 6–10и подсчитать число колебаний, совершенных маятником до момента, когда амплитуда колебаний уменьшится по сравнению с первоначальным значением на1=2.
Записать результат в табл. 1.
Таблица1
|
|
1 |
n1 |
1 |
2 |
n2 |
2 |
3 |
n3 |
3 |
<> |
30 |
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
45 |
|
|
|
|
|
|
| ||||
60 |
|
|
|
|
|
|
|
Повторить действия, изложенные в пп. 4, 5, начиная с того же угла , для 2=3и3=4.
Повторить действия, изложенные в пп. 4, 5, 6 для углов наклона плоскости=45 и=60.
Используя формулу (11), рассчитать коэффициенты трения для каждого случая и записать их в табл. 1.
По данным табл.1 рассчитать по формуле
средние для каждого угла значения коэффициента трения <> и записать в табл.1.
Задание 2. Определение зависимости условного периодаT от угланаклона плоскости колебаний.
Вращая рукоятку механизма 16, установить наклонную плоскость под углом =30.
Выбрать первоначальное значение угла отклонения маятника в интервале 6–10(это значение будет одинаковым для всех опытов в пределах данного задания).
Отвести маятник на выбранный угол и отпустить его, запуская колебания.
Наблюдая за счетчиком числа колебаний 2, нажать клавишу 7 «STOP» на электронном блоке в момент, когда показание счетчика станет равным 9. Секундомер остановится тогда, когда счетчик покажет 10 колебаний.
Остановить маятник. Разделив время, которое показывает индикатор секундомера, на число 10, записать его в табл.2 в качестве значения периода Tдля данного угланаклона плоскости.
Таблица2
|
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
T |
|
|
|
|
|
|
|
T2 |
|
|
|
|
|
|
|
1/cos |
|
|
|
|
|
|
|
Нажать клавишу 6 обнуления индикаторов электронного блока.
Повторить пп.3-6 для углов =35; 40; 45; 50; 55; 60.
По данным табл.2 построить график зависимости T=f(1/cos).