Етап 2. Площина диску фізичного маятника перпендикулярна площині руху
Проводимо виміри: початкової амплітуду ; часу , за який відбулось N=30 повних коливань; амплітуди коливань . Результати записуємо до таблиці 1.3.
Таблиця 1.3
Площина диска маятника є перпендикулярною до площини руху |
|||
Номер досл. |
A0, поділок |
A(tN), поділок |
tN, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сер. зн. |
|
|
|
Абс. пох. |
|
|
|
N=30; A0=<A0>±ΔA0= A(tN)=<A(tN)>±ΔA(tN)= tN=<tN>±ΔtN= |
|||
Визначаємо середнє значення амплітуди та його похибку , використовуючи формули (1.11)
=
=
=
Ці результати записуємо до таблиці 1.3.
Визначаємо середнє значення часу та його похибку , використовуючи формули
=
=
=
Ці результати записуємо до таблиці 1.3.
За допомогою формули (1.6) визначимо середнє значення періоду загасаючих коливань <T> та його похибку
=
=
Ці результати записуємо до таблиці 1.4.
За допомогою формули (1.8) визначимо середнє значення логарифмічного декременту загасання . Визначаємо похибку .
=
=
Зазначимо, що похибка дорівнює похибці приладу (половина ціни поділки шкали 5).
Отримані результати записуємо до таблиці 1.4.
За допомогою формули (1.5) визначимо середнє значення добротності . Визначаємо похибку .
=
=
Отримані результати записуємо до таблиці 1.4.
Таблиця 1.4
Площина диска маятника є перпендикулярною до площини руху |
|||
|
< > |
Δ |
< > ± Δ |
T |
|
|
|
λ |
|
|
|
Q |
|
|
|
β |
|
|
|
ν0 |
|
|
|
За допомогою формули (1.9) визначимо середнє значення коефіцієнту загасання . Визначаємо похибку .
=
=
Отримані результати записуємо до таблиці 1.4.
За допомогою формули (1.10) визначимо середнє значення власної частоти коливань . Визначаємо похибку .
=
=
Отримані результати записуємо до таблиці 1.4.
Висновоки
Для випадку, коли площина диску паралельна площині руху, отримано:
T=<T> ± ΔT=
λ=<λ> ± Δλ=
Q=<Q> ± ΔQ=
β=<β> ± Δβ=
ν0=<ν0> ± Δν0=
Для випадку, коли площина диску перпендикулярна площині руху, отримано:
T=<T> ± ΔT=
λ=<λ> ± Δλ=
Q=<Q> ± ΔQ=
β=<β> ± Δβ=
ν0=<ν0> ± Δν0=
Порівнюючи ці дані бачимо, що у другому випадку коефіцієнт загасання та логарифмічний декремент загасання більші, ніж у першому випадку. Це пояснюється тим, що у випадку, коли площина диска перпендикулярна до напрямку руху, сила опору повітря більше, ніж тоді, коли площина диску паралельна площині руху.
Як і сподівались, значення власної частоти коливань фізичного маятника, які отримані в першому, і другому випадках, з точністю до похибки експерименту співпадають між собою.
1 Савельев И.В. Курс физики: Учебн.: В 3-х т. Т.2: Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика. – М.: Наука, 1989.
Бушок Г.Ф., Левандовський В.В., Півень Г.Ф. Курс фізики: Навч. посібник: У 2 кн. Кн.1. Фізичні основи механіки. Електрика і магнетизм. – 2-ге вид. – К.:Либідь, 2001.