Обработка результатов измерений. 1. По формуле найти период колебаний.

1. По формуле найти период колебаний.

2. Вычислить момент инерции I тела по формуле

 

3. На миллиметровой бумаге построить график зависимости периода колебаний от расстояния T =f (l).

4. На графике провести прямую T=const и найти l₁ и l₂ (прямую следует проводить там, где ветви кривой являются более надежными). Данные занести в таблицу 2.

5. Найти приведенную длину физического маятника по формуле l_пр=l₁+l₂.

6. По формуле (2) вычислить ускорение силы тяжести

7. Операцию, указанную в п.7 повторить для трех значений T.

8. Найти среднее значение ускорения свободного падения.

9. Задать коэффициент доверия р=0,95 и вычислить погрешность по формуле

10. Окончательный результат записать в виде

11. При аккуратном выполнении работы относительная погрешность не должна превышать 2%.

12. На миллиметровой бумаге построить график зависимости момента инерции от квадрата расстояния I =f (l²).Из графика методом экстраполяции определить момент инерции согласно формуле (3) при l² =0.

 

13. Из экспериментальных данных определить момент инерции I_0. По формуле определить момент инерции маятника относительно оси, проходящей через центр инерции тела. Сравнить эту величину с теоретически найденной по формуле .

14. Записать вывод о проделанной работе. Указать теоретическое и экспериментальное значение момента инерции, полученное значение для ускорения свободного падения, анализ графиков.

Таблица №1

 

m _{стержня}=

№	l, (м)	n	t (с)	T, (с)	I ,(кг∙м2)

Таблица №2

 

 

№	T, (с)	l1, (м)	l2, (м)	lпр, (м)	g, (м/с2)

Контрольные вопросы

1. Что такое колебания? Запишите уравнение гармонических колебаний. Запишите уравнение смещения, скорости и ускорения при гармонических колебаниях.

2. Дайте определения амплитуды, фазы, периода, частоты, циклической частоты колебания.

3. Что называется математическим, физическим маятниками?

4. Выведите формулы для периодов колебаний физического и математического маятников. От каких величин и как зависит период колебаний маятников.

5. Запишите основное уравнение динамики вращательного движения для физического маятника.

6. Что такое приведенная длина физического маятника?

7. Что называется моментом инерции материальной точки и моментом инерции твердого тела? Какова его роль в колебательном движении?

8. Как определить момент инерции тел неправильной геометрической формы относительно оси, не проходящей через его центр масс? Запишите теорему Штейнера.

9. Как зависят период колебаний и момент инерции физического маятника от расстояния между точкой подвеса и центром инерции маятника?

10. Как определить ускорение силы тяжести при помощи физического маятника?

11. Поясните формулу для определения абсолютной погрешности ускорения свободного падения (упражнение 1). Как определить погрешности длины маятника и времени?

12. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний имеет вид 0,2 .Найдите период и частоту этих колебаний.

 

Список рекомендуемой литературы

1. Савельев И. В. Курс общей физики. В 3-х т. М.: Наука, 1977. Т I.

2.. СтрелковС.П. Механика. СПб.:Лань,2005.

3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.1.Механика. М.:Физматлит.2006.

4. Трофимова Т.И.Курс физики, М.:Академия, 2006.