Физика. Механические колебания и волны. Вязовов В.Б - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

2
2
21
2
1
2
2
2
1
2
)(4
aTaT
aa
g
−
−π
=
. (10)
Регулированием положения груза
4
на стержне маятника можно добиться равенства периодов коле-
баний маятника на обеих призмах, т.е.
T
1
=
T
2
=
Т
. С учётом этого формула (10) примет вид:
22
/4
TLg
π=
,
где
L
=
a
1
+
a
2
– расстояние между призмами маятника. Необходимо обратить
внимание на то, что период колебаний оборотного маятника в этом случае будет
равен периоду математического маятника с длиной, равной расстоянию
L
между
призмами
1
и
2
(рис. 1). Этот факт используется для грубой настройки оборотного
маятника. Используя соотношение (2), получим окончательно:
2
22
4
t
Ln
g
π
=
, (11)
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Поставить оборотный маятник на призму
1
.
2. Регулируя длину нити с помощью лебёдки, установить центр шарика, примерно на одной высоте
с ребром нижней призмы
2
.
3. Отклонив одновременно шарик на нити и оборотный маятник от положения равновесия на угол,
не превышающий 5…6°, предоставить им возможность совершать свободные колебательные движения.
Перемещая груз
4
вдоль стержня, добиться того, чтобы в течение 10 полных колебаний маятник и ша-
рик двигались примерно с одинаковыми фазами, что соответствует приблизительному равенству перио-
дов. После этого грубую настройку оборотного маятника можно считать законченной.
4. Точная настройка маятника имеет целью равенство периодов колебаний на призмах
1
и
2
с воз-
можно большей точностью. Для этого необходимо сравнить времена
t
1
и
t
2
50-ти полных колебаний на
призмах
1
и
2
. Устанавливая маятник последовательно на обе призмы и перемещая груз
4
(в небольших
пределах), добиться того, чтобы разница (
t
1
–
t
2
) не превышала 1 с. Следует учесть, что положение груза
4
влияет как на
t
1
, так и на
t
2
. Таким образом, после каждого перемещения груза необходимо заново из-
мерять
t
1
и
t
2
. Окончательную величину
t
1
(
t
2
) записать в тетрадь.
5. Измерить расстояние
L
между рёбрами призм
1
и
2
.
Обработка результатов измерений
1. По формуле (11) рассчитать величину
g
. В качестве
t
взять окончательную величину
t
1
(
t
2
).
2. Оценить абсолютную и относительную погрешности определения
g
этим методом, учитывая, что
.1||
11
cttt
≤−=∆
3. Результаты измерений представить в виде
%....);м/с()(
2
ср
Eggg
∆±=
Контрольные вопросы
1. Пояснить, от чего зависит сила тяжести. Записать соответствующие соотношения. Что такое
центр масс и момент инерции тела?
2. Дать определение физическому и математическому маятникам.
3. Составить дифференциальное уравнение колебаний для физического маятника и получить фор-
мулу для его периода колебаний.
4. Дать определение приведённой длины физического маятника и вывести формулу для её вычисле-
ния.
5. Сформулировать теорему Штейнера и показать её применение на простейших примерах.
6. Вывести расчётные соотношения.
1
C
2
3
4
a
1
a
2
. 1

Страницы