Порядок выполнения работы. 1. Установите на краю стола штатив

1. Установите на краю стола штатив. У верхнего конца укрепите при помощи муфты кольцо и подвесьте к нему шарик на нити. Шарик должен висеть на расстоянии 3–5 см от пола.

2. Отклоните маятник от положения равновесия на 5–8 см и отпустите его.

3. Измерьте длину подвеса мерной лентой.

4. Измерьте время Δ; t 40 полных колебаний (N).

5. Повторите измерения Δ; t (не изменяя условий опыта) и найдите среднее значение Δ; t _ср

 

6. Вычислите среднее значение периода колебаний Т _ср по среднему значению Δ; t _ср.

7. Вычислите значение g_ср по формуле:

8. Полученные результаты занесите в таблицу:

Номер опыта	l, м	N	Δ t, c	Δ t ср , c		g ср,

 

9. Сравните полученное среднее значение для g _ср со значением g =9.8м/с² и рассчитайте относительную погрешность измерения по формуле:

 

ε_g

Контрольные вопросы

Вариант 1

1. Что называется математическим маятником?.

2. Что называется механическим колебанием?.

3. Чтобы помочь шоферу вытащить автомобиль, застрявший в грязи, несколько человек

раскачивают автомобиль, причем толчки, как правило, производятся по команде. Важно ли, через какие промежутки времени подавать команду?.

4. Математический маятник за 10 с совершил 20 полных колебаний. Найти период колебаний.

5. Во сколько раз изменится частота колебаний математического маятника при увеличении длины нити в 3 раза?.

Вариант 2

1. Какие колебания называют вынужденными?.

2. Что называют резонансом?.

3. Спортсмен раскачивается при прыжках на батуте со строго определенной частотой. От чего зависит эта частота?.

4. Частота колебаний крыльев комара 600 Гц, а период колебаний крыльев шмеля 5 мс. Какое из насекомых сделает при полете больше взмахов крыльями за 1 мин и на сколько?.

5. Как относятся длины математических маятников, если за одно и то же время один

совершает 10, а второй 30 колебаний?.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КПД НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ.

Цель работы:определить КПД простого механизма.

Оборудование:линейка, динамометр, деревянный брусок.

Описание работы.

Коэффициент полезного действия простого механизма опреде­ляется отношением полезной работы А_п к затраченной работе А_з: (1) Рис.1

Полезная работа при подъеме груза равна произведению веса тела Р = mg на высоту h его подъема: Ап=mgh. Затраченная работа равна произведению силы F, перемещающей тело по наклонной плоскости, на длину пути l (рис. 1): А = FI.

Расстояния h и l измеряем линейкой, вес тела - с помощью динамометра, подвесив к нему тело. Силу F измеряем в процессе равномерного перемещения тела вверх по наклонной плоскости. (Направление вектора силы F в этом экс­перименте должно быть параллельным наклонной плоскости.) Выполнив необходимые измерения, по формуле (1) находим КПД наклонной плоскости.

Исследуйте зависимость КПД наклонной плос­кости от веса груза и угла наклона плоскости к горизонту при перемещении деревянного бруска по ее поверхности.

Ход работы.

1. Не изменяя угол наклона плоскости к горизонту, опреде­лим экспериментально КПД наклонной плоскости для тел разной массы по формуле:

С этой целью брусок нагружаем грузами по 0,1 кг и с помощью динамометра измеряем силу F, которую необходимо приложить к бруску параллельно наклонной плоскости для равномерного дви­жения бруска вверх по наклонной плоскости.

Произвести 3 опыта с грузами массой 0,1кг, 0,2 кг, 0,3 кг. Результат занести в таблицу. Сделать вывод по результатам опыта.

2. Не изменяя массы бруска (0,1 кг), определим экспериментально КПД наклонной плоскости при разных углах наклона, например 30°, 45°, 60°.

Сделаем вывод о результате второго эксперимента. Результат занести в таблицу.

3. Рассчитаем КПД наклонной плоскости при заданном угле а, не используя динамометр.

Для этого преобразуем формулу для КПД наклонной плоско­сти (рис. 2.)




Г де - коэффициент трения скольжения. Измерив, угол а₀, при котором брусок начинает скользить по наклонной плоскости, находим этот коэффициент

Рис. 2.