- •Содержание Стр.
- •Введение
- •Техника безопасности Общие положения
- •Перед работой
- •Во время работы
- •После работы
- •Методические рекомендации к выполнению физического практикума
- •Содержание конспекта отчета по лабораторной работе
- •Вывод по лабораторной работе
- •Построение графиков
- •Оформление титульного листа
- •Расчет случайной ошибки
- •Лабораторная работа № 1 - 0
- •1.1. Случайные погрешности прямых измерений
- •В теории погрешностей в качестве единицы ширины доверительного интервала выбрана так называемая средняя квадратичная погрешность результата измерений:
- •1.2. Обработка результатов прямых измерений
- •1.3. Погрешность косвенных измерений
- •1.4. Обработка результатов косвенных измерений
- •1.5. Точность расчетов
- •1.6. Погрешности приборов
- •1.6. Некоторые измерительные инструменты и приборы Штангенциркуль
- •Пример:
- •Микрометр
- •Технические весы
- •При взвешивании необходимо выполнять следующие основные правила:
- •Порядок выполнения работы:
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа № 1-1 Определение ускорения свободного падения
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы, обработка результатов измерений:
- •Контрольные вопросы:
- •Краткая теория
- •Определение коэффициента вязкости жидкости по методу Стокса:
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Краткая теория
- •Описание установки, метод определения
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 1-4 Определение момента инерции тел методом крутильных колебаний
- •Краткая теория
- •Указания по технике безопасности
- •Задание 1 Определение момента инерции тел правильной геометрической формы Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 1-5 Определение влажности воздуха с помощью психрометра Августа
- •Устройство психрометра и методика работы с ним
- •Порядок выполнения работы:
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 1-6 Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва пластины
- •Краткая теория
- •Описание установки и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы:
- •Краткая теория
- •Описание установки и методика измерений
- •Порядок выполнения работы:
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа № 1 – 8 Изучение закона сохранения энергии на примере маятника Максвелла
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы:
- •Приложения
Описание установки, метод определения
У
1
2
3
4
Рис. 4.
Пружинный маятник: (1 – штатив, 2 – кронштейн, 3 – пружина, 4 съемные грузы)
Для получения быстро затухающих колебаний платформу с грузами помещают в сосуд с водой. Коэффициент затухания определяют из следующих соображений: при затухающих колебаниях амплитуда N - го колебания связана с начальной амплитудой А0 соотношением
где tN - время N колебаний, за которое амплитуда уменьшилась от доAN. Отсюда
|
(12) |
Порядок выполнения работы
Задание 1. Определение коэффициента жесткости пружин
Укрепить на пружине груз массой m. Отклонить строго вертикально вниз груз от положения равновесия, растягивая пружину на 3 - 4 см и отпустить.
Найти время 8 - 20 полных колебаний и вычислить период Т. Аналогичные измерения и вычисления провести, укрепляя на пружине грузы разной массы (не менее 5). Заполнить таблицу 1.
Таблица 1. Определение коэффициента жесткости пружин
№ |
m, кг |
n |
t1, с |
t2, с |
t3, с |
t4, с |
t5, с |
T, с |
k, Н/м |
Δk, Н/м |
εk, % |
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср. зн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. По полученным данным построить график зависимости Т2 = f(m) и определить коэффициент жесткости (по графику):
(13) |
где α – угол наклона графика к оси абсцисс (δm). Для определения ctgα на графике Т2(m) взять две произвольные точки, тогда
(14) |
коэффициент жесткости может быть определен из углового коэффициента прямой Т2 (m), где m1, m2, T12, T22 - соответствующие координаты принятых точек.
4. Рассчитать погрешности.
5. Заполнить таблицу 1 и ответ записать в виде: .
Задание 2. Определение коэффициента затухания
Отклонить строго вертикально вниз груз массой от положения равновесия, растягивая пружину на 3 - 5 см.
Записать в таблицу 2 значение А0.
Считают число колебаний (полных – n), дождаться значительного уменьшения амплитуды А (не менее, чем в 2 раза).
Записать в таблицу 2 значение числа совершенных колебаний n и значение амплитуды Аn.
По формуле (12) рассчитать значение β.
Проделать пункты 1-5 не менее 5 раз, изменяя значение Аn и n.
Рассчитать ошибки измерений.
Таблица 2. Определение коэффициента затухания
№ |
А0,м |
n |
An,м |
t,c |
β,1/с |
Δ β |
Еβ |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
Среднее значение |
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы:
1. Дать определение физических величин, характеризующих колебательное движение.
2. Получить дифференциальное уравнения незатухающих колебаний пружинного маятника.
3. Уравнения свободных незатухающих колебаний (дифференциальное уравнение и его решение).
4. Величины, характеризующие колебания: амплитуда, частота и циклическая частота, фаза и начальная фаза.
5. Что характеризует коэффициент затухания.
6. Нарисуйте графики различных видов затухания.
7. Пружинный маятник. Способы определения в данной работе: коэффициента жесткости пружины, периода колебаний маятника, коэффициента затухания, логарифмического декремента затухания.