- •Мазмұны
- •Содержание
- •12. Лабораторная работа № 8 ”Маховое колесо”……..…………….………133
- •19. Литература……………...………………………………………………161
- •Механикада өлшеу әдiстерi
- •1. Өлшеу қателіктері
- •Стьюдент коэффициенттерінің кестесі.
- •Өлшеу қателіктерін есептеп үйрену
- •Жұмыстың орындалу реті
- •Заттардың тығыздығын анықтау (ұзындықты, массаны өлшеу)
- •1 Кесте
- •Бақылау сұрақтары:
- •Серпімділік модулін анықтау Жұмыстың мақсаты: Созылу және сығылу деформациясы кезінде кернеу мен деформация арасындағы тәуелділікті алу үшін болаттың Юнг модулін анықтау.
- •1. Юнг модулін созу әдісімен анықтау.
- •2. Өлшеу нәтижелерін өңдеу
- •Бақылау сұрақтары:
- •Қатты денелердің серпімді қасиеттері
- •2. Түзу сызықты қозғалыс
- •Зертханалық жұмыс № 4 Оқтың ұшу жылдамдығын анықтау
- •Оқтың ұшу жылдамдығын кинематикалық тәсілмен өлшеу
- •Қондырғы
- •Жұмыстың орындалу тәртібі
- •Назар аударыңыздар!
- •2. Баллистикалық маятник көмегімен оқтың ұшу жылдамдығын өлшеу
- •Жұмыстың орындалу тәртібі
- •Бақылау сұрақтары
- •Еркін түсу заңдары
- •Бақылау сұрақтары
- •Тәжірибені орындау тәртібі
- •Бірқалыпты қозғалысты зерттеу және лездік жылдамдықты анықтау
- •Бірқалыпты үдемелі қозғалысты зерттеу
- •Бірқалыпты үдемелі қозғалысты тексеру
- •Ньютонның іі заңын тексеру
- •Бақылау сұрақтары
- •Динамиканың негізгі заңдары. Обербек маятнигінің көмегімен қатты дененің айналмалы қозғалыс динамикасының негізгі заңын тексеру
- •Бақылау сұрақтары
- •Маховиктік дөңгелек
- •16 Сурет
- •Жұмыстың орындалу тәртібі
- •Бақылау сұрақтары
- •Гироскоп прецессиясы
- •Жұмыстың орындалу тәртібі
- •Бақылау сұрақтары
- •4.Тербелмелі қозғалыс
- •Маятниктер тербелісі
- •Өлшеулер жүргізу реті
- •Өлшеулер жүргізу реті
- •Аудармалы маятник көмегімен еркін түсу үдеуін анықтау (Бессель әдісі)
- •Өлшеулер жүргізу реті
- •Маятник тербелісінің амплитудасымен байланысқан қатені бағалау
- •Бақылау сұрақтары
- •Маятниктер байланысы. Резонанс
- •Еріксіз тербелістер. Резонанс
- •Байланысқан маятниктер
- •Бақылау сұрақтары
- •Бұралма тербелістер әдісімен әр түрлі денелердің инерция моменттерін анықтау
- •Трифилярлық ілгіш арқылы инерция моментін анықтау
- •Өлшеулер жүргізу реті
- •Өлшеулер жүргізу реті
- •Бақылау сұрақтары.
- •Өшетін тербелістерді зерттеу. Логарифмдік өшу декрементін анықтау
- •Өлшеулер жүргізу реті
- •Бақылау сұрақтары
- •Введение Методы измерения в механике
- •1. Погрешности измерений
- •Правила построения и обработки графиков
- •Лабораторная работа № 1 Погрешности измерений
- •Измерения
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 Определение плотности вещества (измерение длины, массы)
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 Определение модуля упругости
- •1. Определение модуля Юнга методом растяжения
- •Вычислить доверительный интервал измерения модуля Юнга
- •2. Определение модуля упругости методом изгиба
- •Контрольные вопросы
- •Упругие свойства твердых тел
- •Прямолинейное движение
- •Лабораторная работа № 4 Определение скорости полета пули (равномерное движение)
- •Измерения
- •Внимание! Остерегайтесь прикосновения рукой к движущимся деталям!
- •2. Измерение скорости полета пули с помощью баллистического маятника.
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 Законы свободного падения
- •Лабораторная работа № 6 Изучение законов кинематики и динамики поступательного движения на машине Атвуда
- •Контрольные вопросы
- •3. Вращательное движение твёрдого тела
- •Лабораторная работа № 7 Проверка основного закона динамики вращательного движения твёрдого тела с помощью маятника Обербека
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа № 8 Маховое колесо
- •Окончательно
- •Измерения
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 9 Прецессия гироскопа
- •Измерения
- •Контрольные вопросы
- •4. Колебательное движение
- •Лабораторная работа №10 Колебания маятников
- •Определение ускорение свободного падения с помощью оборотного маятника (метод Бесселя)
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 11 Связанные маятники. Резонанс
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №12 Определение моментов инерции различных тел методом крутильных колебании
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 13 Изучение затухающих колебаний. Определение логарифм этического декремента затухания.
- •Контрольные вопросы
- •Әдебиеттер
- •Литература
- •Техникалық редактор Жүнісбеков а.М.
- •Технический редактор Жунусбеков а.М.
Определение ускорение свободного падения с помощью оборотного маятника (метод Бесселя)
В общем случае тела произвольной формы, период колебаний зависит от момента инерции тела относительной точки подвеса однако и в этом случае можно использовать формулу для математического маятника, вводя вместо длины математического маятника приведенную длину физического маятника, определяемую как:
lП = J/ma;
где J-момент инерции, а- расстояние между точкой подвеса осью вращения и центром масс маятника.
Применение оборотного маятника для определения ускорения свободного падения основано на зависимости периода колебаний от ускорения свободного падения и свойстве сопряженности точки подвеса. Оказывается период колебаний маятника не изменится, если его подвесить в центре качания, т.е. на расстоянии приведенной длины от первоначальной точки подвеса.
Пусть в простейшем случае маятник представляет собой стержень с насаженными на него двумя призмами точки подвеса В и массивными грузами С и Д. Перемещая грузы, можно изменить положение центра масс, можно изменить и подбирать приведенную длину маятника.
Согласно теоремы Штейнера о моментах инерции.
J = J0 + ma2
где J0- момент инерции относительно оси, проходящей через центр масс, а а- расстояние от призмы до центра масс . Тогда для маятника, подвешенного на призме1.
а для маятника, подвешенного на призме 2
Это дает
Если подобрать положение грузов или призм таким образом, чтобы расстояние между призмами было равно приведенной длине маятника, то
Расстояние между призмами может быть измерено с большой точностью, период колебаний также можно измерять очень точно.
В общем же случае не равных периодов
Формула Бесселя для определения величины ускорения свободного падения.
Измерения
Измерения проводятся на автоматизированной установке ELWRO или на отдельном маятнике.
1.Включить установку в сеть и прогреть ее в течение 10-15 минут.
2.Отклонить маятник от положения равновесия на 2-3 см и отпустить.
Нажать кнопку «сброс». Маятник при своем движении периодически перекрывает луч света от осветителя к фотоэлементу и формирует импульсы, запускающие счетчик времени и счетчик периодов колебаний.
Счетчик времени работает непрерывно, счетчик периодов запускается импульсами с фотоэлемента и сосчитывает число полных колебаний маятника.
Сосчитать 100 колебаний. Для этого при появлении в окошке счетчика периодов числа 99 нажать кнопку «стоп». Счетчики включаются и выключаются импульсами, вырабатываемыми при одной и той же фазе колебания. Поэтому часы и счетчик остановятся на следующем, т.е. 100 колебании.
Списать показания счетчика времени и определить период колебаний маятника.
3. Подвесить маятник на второй призме (обернуть его). Установить скобу с осветителем и фотоэлементом таким образом, чтобы маятник перекрывал световой луч, а скоба не мешала колебаниям маятника. Снова измерить период колебаний.
Сместить один из грузов на одно деление (1 см) и снова измерить периоды колебаний, подвешивая маятник на первой и второй призмах.
Повторить измерения для 7 положений груза. При этом удобнее перемещать груз, находящийся на свободном конце маятника.
Свести результаты в таблицу.
Положение перемещаемого груза |
Период колебаний | |
Относительно призмы 1 |
Относительно призмы 2 |
Построить на одном графике зависимости периодов колебаний на первой и второй призмах от положения перемещаемого груза. Точка пересечения кривых обоих графиков даст одинаковый период колебаний Т.
Рассчитать ускорение свободного падения, принимая l = 0,3824 м.
Оценка погрешности, связанной с амплитудой колебаний маятника.
Установить маятник на одной из призм. Отклонить его от положения равновесия на 10 см и измерить период колебаний. Точно устанавливать отклонение не имеет смысла, так как в процессе колебаний амплитуда меняется.
Последовательно используя отклонения 8, 6, 5, 4, 3 и 2 см измерить зависимости периода колебаний от амплитуды. Точное значение Т получится аппроксимацией графика к нулевой амплитуде. Выразить в процентах отклонение полученного в первом эксперименте значения периода колебаний от полученного для нулевой амплитуды.
Провести измерения для второй призмы.
Полученные погрешности смещают оба графика, полученные в первом эксперименте вниз. Исправить графики и получить новую точку пересечения. Выразить в процентах разность полученных значений периодов колебаний.
9. Определить g из полученного значения Т.