Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

« МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПРОДОВОЛЬСТВИЯ»

Кафедра физики

ИЗМЕРЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ

С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА

Методические указания к лабораторной работе № 2

по разделу "Механика и молекулярная физика" курса общей физики

для студентов всех специальностей дневной и заочной формы обучения

М огилев 2010

Рассмотрены и рекомендованы к изданию

на заседании кафедры физики

Протокол № 9 от 28 июня 2010 г.

Составители:

ст. преподаватель Забиран Т.В.,

ассистент Пусовская Т.И.

Рецензент:

кандидат физико - математических наук, доцент УО МГУП

В.Л.Малышев.

УДК 532.516

©УО «Могилевский государственный

университет продовольствия», 2010

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИЗМЕРЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ

С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение колебательного движения, видов маятников, особенностей свободного падения, измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: математический маятник, секундомер.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

1.1 Гармонические колебания

Колебаниями называются движения или процессы, которые обладают повторяемостью во времени. Колебания сопровождаются попеременными превращениями энергии одного вида в энергию другого вида. Колебательные движения, как простые, так и сложные, широко распространены в технике: движение поршня двигателей, годичное изменение температуры воздуха, биение сердца человека и животных и др. Колебания называются периодическими, если система за равные промежутки времени возвращается в положение равновесия.

Колебания называются свободными (или собственными), если они совершаются за счет первоначально сообщенной энергии, без дальнейшего внешнего воздействия на колебательную систему (систему, совершающую колебания). Колебания называются вынужденными, если они происходят под действием периодически повторяющейся внешней силы.

Гармоническими колебаниями называются колебания, происходящие под действием упругой или квазиупругой силы, и колеблющаяся физическая величина изменяется по закону синуса или косинуса.

Квазиупругой (подобной упругой) силой называется любая сила, возвращающая систему в положение равновесия и пропорциональная смещению.

Уравнение гармонических колебаний имеет вид:

_{, (1)}

или

, (2)

где – смещение колеблющейся точки,

– амплитуда (наибольшее смещение материальной точки от положения равновесия),

– фаза гармонического колебания,

– начальная фаза (угловая мера, определяющая смещение материальной точки в начальный момент времени),

– циклическая (круговая) частота гармонического колебания.

Периодом колебаний называют наименьший промежуток времени, за который совершается одно полное колебание (система возвращается в исходное положение).

Частотой колебаний называется величина обратная периоду колебаний , т.е. число полных колебаний, совершаемых в единицу времени.