Министерство образования Российской Федерации

Министерство образования Российской Федерации

Обнинский институт атомной энергетики НИЯУ «МИФИ»

Факультет естественных наук

Кафедра общей и специальной физики

Отчет по лабораторной работе №1

«Изучение движения физического маятника»

Выполнил: студент М1-Б12

Ким С. С.

Проверил: Степанов П. А.

Обнинск 2013

I. Цель работы: опытным путем изучить колебания математического, физического и оборотного маятников, вычислить ускорение свободного падения и определить положение центра тяжести методом обращения.

II. Оборудование: специальная установка, включающая математический, физический и оборотный маятники, миллисекундометр.

III. Выполнение работы:

Упражнение 1.

1. Определяю наименьшую длину подвеса маятника, при котором с точностью до 0,5% можно считать момент инерции маятника равным I₀ = mr². Проведя измерения получил диаметр шарика равный 2 см. Подставив найденный диаметр в формулу для вычисления погрешности момента инерции получим:

r = 9 см.

2. Устанавливаю некоторую длинну маятника (см. таблицу №1), при этом шарик находится в рабочей зоне фотодатчика, а его центральная риска совпадает с риской фотодатчика.

3. Проверяю, подтверждается ли на опыте линейная зависимость

Для этого измеряю период колбаний маятника при 4-5 разных длинах подвеса (по показаниям секундомера 15-20 колебаний). При измерениях амплитуду колебаний беру в пределах 3-4º. Результат заношу в таблицу №1.1.

Таблица №1.1.

Количество колебаний 15
Длинна подвеса, см
t, c		17,951	18,074	18,343	18,604	18,845
	17,953	18,072	18,350	18,610	18,864
	17,949	18,095	18,341	18,611	18,850
	17,951	18,070	18,345	18,600	18,853
	17,950	18,073	18,340	18,607	18,844

Таблица №1.2.

Длинна подвеса, r, см
Период одного колебания Т, с		1,1967	1,2049	1,2228	1,2402	1,2563
	1,1968	1,2048	1,2233	1,2406	1,2576
	1,1966	1,2063	1,2227	1,2407	1,2566
	1,1967	1,2046	1,2230	1,2400	1,2568
	1,1966	1,2048	1,2226	1,2404	1,2562
Тср, п	1,1967	1,2051	1,2229	1,2404	1,2567

4. Поставляя в формулу (20) длинну подвеса r получил:

1) r₁= 35 см Т_1т= 1,18 с Т_{ср, п 1}

2) r₂ = 36 см Т_2т = 1,2 с Т_{ср, п 2}

3) r₃ = 37 см Т_3т = 1,22 с Т_{ср, п 3}

4) r₄ = 38 cм Т_4т = 1,24 с Т_{ср, п 4}

5) r₅ = 39 см Т_5т =1,257 с Т_{ср, п 5}

Что подтверждает линейную зависимость формулы (20).

5. График Т²(r).

6. Определяю ускорение свободного падения g. Для этого измеряю период колебаний Т, здесь длина подвеса 39 см. Данные заношу в таблицу № 1.3. Количество колебаний 15.

Таблица № 1.3.

№
Т	18,861	18,864	18,867	18,858	18,861	18,845	18,864	18,850	18,853	18,844
Т(од. колеб.)	1,2574	1,2576	1,2578	1,2572	1,2574	1,2563	1,2576	1,2566	1,2568	1,2562

7. Вычисляю погрешности данных вычислений:

Т_ср= 1,257; S_т= = 0,000175; ∆Т= 0.00044;

g = = 9.743; ∆g= = 0.005:

Упражнение №2. Изучение колебаний физического маятника.

1. Строю по точкам график зависимости безразмерных величин от х= или .

2. Выбираю 5-7 значений х, для которых удобно проводить соответствующие им периоды колебаний Т.

3. Провожу измерения ирезультаты заношу в таблицу №2.1.

Таблица №2.1.

№	r, cм		T, с (15 колеб.)	T ср (1 колеб.)
		0,78	17,861; 17.856; 17.866; 17.860	1,19	0,765
		0,72	17.826; 17.832; 17.828; 17.830	1,1886	0,764
		0,67	18.200; 18.203; 18.198; 18.204	1,21	0,778
		0,63	18.798; 18.801; 18.795; 18.800	1,253	0,806

4. По данным таблицы №2.1 строю график у= f(x).

IV. Вывод: опытным путем определил ускорение свободного падения и изучил колебания физического маятника. Конечное значение ускорения свободного падения: g = 9.743 ± 0.005 м/с².

Дата добавления: 2015-11-04