Выполнение работы

СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра физики

Крахоткин В.И., Хащенко А.А., Стародубцева Г.П.

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

по механике и молекулярной физике

Студента ___ группы 1 курса

факультета_____________________

_______________________________

Ставрополь 2011

РАБОТА 1

МАТЕМАТИЧЕСКИЙ МАЯТНИК

Цель работы: изучение свободных колебаний маятника, определение ускорения свободного падения.

Оборудование: лабораторная установка, секундомер.

1. Гармоническим колебанием называется ________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Уравнение одномерного гармонического осциллятора записывается в виде

____________________________________________________________________

3. Математическим маятником называется ______________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Периодом колебания называется______________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

5. Частотой колебания называется_______________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

6. Вывод периода колебаний математического маятника

Выполнение работы.

Непосредственным измерением проверяем, что периоды колебаний реаль­ного маятника при малых амплитудах (порядка ) мало отличаются друг от друга. Для этого измеряется период колебания маятника при различных значениях амплитуды в пределах до . Для определения периода колебаний не­обходимо определить время t, в течение, которого маятник совершает N колебаний и по формуле рассчитать период колебания. Результаты измерений занести в таблицу 1.

Таблица 1.1

A
t
T

Вывод ________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Колебания реального маятника постепенно затухают. Количественную оценку величины поправки к периоду, с учетом затухания, можно получить, если учесть трение.

Коэффициент затухания выражается через число колебаний , в течение которых амплитуда колебаний уменьшается в раз.

Учитывая эти соотношения можно получить

.

Таким образом

.

На опыте определите число колебаний , в течение которых амплитуда колебаний маятника уменьшается в три раза. По формуле оцените влияние затухания на период колебания.

Вывод _______________________________________________________________________________________________________________________________________

Проверьте, подтверждается ли на опыте линейная зависимость между квадратом периода колебаний и длиной маятника. Для этого необходимо измерить период колебания маятника для четырех – пяти длин подвеса в пределах от до . При измерениях амплитуда колебаний должна быть малой. Результаты измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2.1

№№	d м	N	t, c	T c	g		%

По результатам измерений построить график зависимости квадрата периода колебаний от длины маятника, в координатах (d, ).

Определите ускорение свободного падения и оцените погрешность измерения.

Решить задачи.

1. Точка совершает колебания по закону . Построить графики зависимости от времени: координаты, скорости и ускорения точки.

2. Уравнение гармонического колебания материальной точки . Определить период колебания, начальную фазу максимальную скорость и максимальное ускорение точки.

3. Записать уравнение гармонического колебания, если амплитуда колебания 4 см, период колебания 0,01 с и начальная фаза равна нулю.

4. Математический маятник длиной 1 м и массой 50 г совершает малые колебания. Определить максимальное значение возвращающей силы, действующей на маятник.