- •Основные правила работы в лабораториях кафедры прикладной физики
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Правила построения графиков
- •Виды измерений
- •Введение в обработку результатов измерений
- •Основные свойства функции Гаусса
- •Определение числа π методом Бюффона
- •Порядок проведения измерений
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 определение плотности твердого тела
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •Описание установки
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 маятник обербека
- •Краткая теория
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Задания для отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 5 физический маятник
- •Краткая теория
- •Описание установки
- •Контрольные вопросы
- •Задачи для отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 6 определение момента инерции тел методом колебаний. Теорема штейнера
- •Краткая теория
- •Описание установки
- •Контрольные вопросы
- •Задания для отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 7 Изучение прецессии гироскопа
- •Краткая теория
- •Описание прибора
- •Задания для отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 8 определение кэффициента вязкости жидкости методом стокса
- •Введение
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Задания для отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 9 измерение коэффициента трения
- •Введение
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Задания для отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 10 исследование упругих колебаний
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Задания для отчета по лабораторной работе
- •Обработка экспериментального графика методом наименьших квадратов
- •Содержание
Описание установки
Физический маятник представляет собой твердое тело, в нашем случае – стержень 12, с отверстиями, который монтируется на блоке 11, закрепленном на стойке 10 модуля ЛКМ-3 так, чтобы ось блока не проходила через центр масс (рис. 3). В этом случае стержень может совершать колебания в поле силы тяжести. На оси стержень закрепляют пластиковым фиксатором 13.
Рис. 3. Физический маятник на модуле ЛКМ-3
Задание I. Измерение ускорения свободного падения
Подготовьте измерительную систему ИСМ–1 к работе: подключите датчик угла поворота блока к разъему 1 на задней стенке прибора, переключатель 1 поставьте в положение «К1», переключатель 4 – в положение «2», переключатель 5 – в положение «цикл», переключатель 8 – в положение «+» или «–» , переключатель 9 – в среднее положение. Включите питание модуля.
2. Закрепите стержень на оси блока за крайнее отверстие так, чтобы прорезь в блоке находилась вблизи нулевого деления шкалы. Примите это положение маятника за начальное х = 0. Приведите маятник в колебательное движение с амплитудой
(5 ÷ 10)°. Считайте с измерителя периода колебаний время одного полного периода Т. Данные занесите в табл. 1.
3. Переместите маятник на одно отверстие (Δ x = 20 мм) и проведите аналогичные измерения периода колебаний для всех отверстий стержня.
4. Постройте график зависимости периода колебаний физического маятника Т от координаты точки подвеса х.
Таблица 1
x (см) |
0 |
… |
32 |
T (c) |
|
|
|
5. На графике (см. рис. 2)найдите расстояние между точками маятника x1 и x2 , cоответствующими одинаковому периоду колебаний (x2 – x1 = Lnp) в трех пяти местах графика. Заполните табл. 2.
Таблица 2
I |
x1 |
x2 |
Тi (c) |
Lnpi (м) |
gi (м/с) |
gi – < g> |
(gi– < g>)2 |
… |
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
― |
― |
― |
― |
|
― |
― |
Сумма |
― |
― |
― |
― |
|
― |
|
6. Рассчитайте ускорение свободного падения по формуле (15).
7. Рассчитайте абсолютную и относительную погрешность измерений g.
Запишите результат в стандартном виде
g = (< g > ± Δg) (м/с2) , ε = ... % при α = 0,95 .
ЗаданиеII. Исследование ангармонических колебаний
1. Закрепите стержень на оси за второе отверстие (х = 2 см). Поставьте переключатель 5 в положение «однокр». Нажмите кнопку 7 «готов». Отведите маятник на угол 10 и плавно отпустите его. Считайте показания измерителя периода колебаний Т. Данные занесите в табл. 3.
Таблица 3
φm |
10º |
20º |
… |
90º |
Т (c) |
|
|
|
|
Повторите измерения периода колебаний, изменяя амплитуду колебаний φm в пределах от 10° до 90° с шагом в 100-200
Постройте график зависимости периода колебаний Т от амплитуды колебаний φm.