2. Порядок выполнения работы
1. Установить на лабораторный комплекс ЛКМ-3 модель математического маятника, как показано на рис. 2. Планку математического маятника закрепить на штыре шкива стойки (использовать наиболее удаленное отверстие от груза). Для устранения паразитных колебаний на ось шкива надеть пластмассовую втулку-фиксатор, прижимающую планку к шкиву.
2. Включить электропитание установки. Переключатель «Период» выставить в положение «ΔТ» – измерение периода одного колебания, переключатель «Измерения» в положение «Циклические» – для измерения повторяющихся колебаний.
3. Нажать кнопку «Готов», для обнуления таймера.
4. Отвести маятник на угол 10º и отпустить.
5. Зафиксировать значение периода колебаний на цифровом табло лабораторного комплекса и занести в отчет (таблица).
6. Изменить точку подвеса маятника (отверстия в планке следуют с шагом 20,0 мм) и повторить операции с пункта 3.
7. Определить циклическую частоту колебаний маятника по формуле (2) и квадрат периода колебаний маятника при разных точках подвеса.
8. Построить график зависимости квадрата периода от значения точки подвеса (см. рис. 1) на основании данных таблицы.
9. Определить область на графике, в которой маятник можно считать математическим.
Рис. 2. Схема установки модели
математического маятника
3. Содержание отчета
1. Название, цель, материальное обеспечение лабораторной работы.
2. Теоретические положения (амплитуда, фаза, период колебаний; гармонические и затухающие колебания).
3. Схема установки модели математического маятника на лабораторном комплексе (см. рис. 2).
4. Результаты измерений и расчетов, занесенные в таблицу.
5. График зависимости квадрата периода от значения точки подвеса с выделенной областью, в которой маятник считается математическим.
6. Результаты и выводы по лабораторной работе.
Результаты измерений и расчетов
Длина подвеса l, м |
Частота ω, с-1 |
Период колебаний Т, с |
T2 |
1 |
2 |
3 |
4 |
0,08 |
|
|
|
0,10 |
|
|
|
0,12 |
|
|
|
0,14 |
|
|
|
0,16 |
|
|
|
Окончание таблицы
1 |
2 |
3 |
4 |
0,18 |
|
|
|
0,20 |
|
|
|
0,22 |
|
|
|
0,24 |
|
|
|
0,26 |
|
|
|
0,28 |
|
|
|
0,30 |
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Что называют амплитудой колебаний?
2. Что называют периодом колебаний?
3. Какой зависимостью определяется частота колебаний?
4. Что называют фазой колебаний?
5. Какие колебания называются гармоническими?
6. Что называют математическим маятником?
7. С помощью какой зависимости определяется период колебаний математического маятника?
8. Как рассчитывается циклическая частота математического маятника?
9. Каким образом в данной лабораторной работе моделируется математический маятник?
Лабораторная работа №2
ФИЗИЧЕСКИЙ МАЯТНИК
Цель работы
Приобретение практических навыков при работе с измерительными приборами. Изучение метода измерений времени и периода колебаний маятника. Выявление зависимости периода колебаний от положения точки подвеса. Определение ускорения свободного падения.
Материальное обеспечение
1. Лабораторный комплекс ЛКМ-3.
2. Тяжелый стержень с отверстиями.