Выполнение работы

Задание 1. Определение основных характеристик затухающих механических колебаний

1. Отведите физический маятник от положения равновесия на небольшой угол и отпустите. Нажмите клавишу «Начать измерения».

2. С помощью программы “Measure”, в течение времени t =60-90с запишите затухающие колебания маятника.

3. С помощью опции «Обзор» несколько раз (3-5) измерьте амплитуды в начальный момент времени (t=0) и в произвольный момент времени t. Запишите количество N колебаний и время t.

4. По формуле (9) вычислите значение коэффициента затухания, найдите <b> и оцените погрешность измерений. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

№	φ₀	φ_t	t	ln φ₀/φ	b	Db	e	N	Т	<l>	<Q>
-	гр	гр	c	-	с^-1	с^-1	%	-	с	-	-

ср

5. По времени N колебаний определите период Т колебаний и вычислите его среднее значение <T>.

-8 -

6. По среднему значению <b> вычислите по формуле (10) логарифмический декремент затухания <l>, а по формуле (11) –добротность <Q>.

7. По графику φ(t) определите начальную фазу. На рис. 3 она равна a = π/6.

8. Запишите уравнение затухающих колебаний φ(t) (см. (5)).

Задание 2. Определение ускорения свободного падения.

1. С помощью рулетки измерьте расстояние от оси вращения до центра масс груза (диска).

2. Взяв из таблицы 1 среднее значение периода колебаний физического маятника, по формуле (13) вычислите ускорение свободного падения для данной местности.

3. Вычислите погрешность измерения по формуле где g_Т= 9,8м/с² - табличное значение ускорения свободного падения.

4. Учитывая табличное значение ускорения свободного падения g_Т и среднее значение периода колебаний Т, вычислите приведен-ную длину физического маятника L_пр (см.(12)).

5. Сопоставьте вычисленную приведенную длину физического маятника L_пр с измеренной L и сделайте вывод.

-9 -

Контрольные вопросы

1. Что называется физическим маятником? математическим маятником?

2. Что понимают под приведенной длиной физического маятника? 3. Каким уравнением описываются свободные колебания маятника? Каков физический смысл величин, входящих в это уравнение?

4. Как с помощью метода векторных диаграмм по зависимости U(t) определить начальную фазу?

5. Как определить ускорение свободного падения с помощью математического маятника?

Рекомендуемая литература

1. СавельевИ.В. Курс физики. Т2. М.: Наука. 1989. §§65,70.

2. Трофимова Т. И. Курс физики. М.: Высшая школа. 2003. §§ 142, 146.

3. Инструкция по эксплуатации оборудования фирмы “PHYWE”.

-10 -

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ФИЗИКИ