Физический маятник – стержень
Приборы и оборудование: секундомер, физический маятник (стержень с опорной призмой), штатив, линейка.
1. Измерьте длину стержня 
.
2. Измерьте 
– расстояние от точки подвеса стержня до его центра. Величина не должна быть меньше 13 см.
3. Определите при помощи секундомера время t, за которое совершится N полных колебаний (30÷50). Вычислите период колебаний по формуле (12.25).
4. Повторите опыт 5 раз.
5. Рассчитайте погрешность периода по формуле (12.27).
6. Определите экспериментальное значение приведенной длины физического маятника (см. (12.15)), используя среднее значение периода колебаний:
. (12.29)
7. Рассчитайте погрешность приведенной длины:
8. Найдите точку качания физического маятника; для этого нужно вычислить l1=lпр–l и закрепить опорную призму маятника на расстоянии l1 от центра стержня.
9. Повторите измерения времени t1 для N колебаний и расчеты периода T1 и его погрешности (пункты 3-5). Результаты запишите в таблицу 12.3.
10. Сравните T1 и T, сделайте выводы.
11. По формуле (12.24) определите lпр.теор. – теоретическое значение приведенной длины, рассчитайте погрешность:
,
где производные равны 
; 
(см. (12.24)).
12. Все полученные данные запишите в табл.12.3.
13. Сравните теоретическое и экспериментальное значения lпр, сделайте выводы.
Таблица 12.3
| № | ,
м
| , м
| N |  ,
с
|  , с
|  ,
с
|  , с
|  i,
с
| lпр., м | Δlпр., м | lпр. теор. | Δlпр. теор. |
 =
|  =
| Tср.= | 
| T1ср.= | 
| |||||||
| 
|
Контрольные вопросы
1. Дайте определение колебательного процесса.
2. Какие колебания называются гармоническими?
3. Выведите дифференциальное уравнение гармонических колебаний.
4. Что называется математическим маятником?
5. Дайте определение физического маятника.
6. Что называется угловым ускорением?
7. Дайте определение момента инерции твердого тела.
8. Что такое момент силы?
9. Сформулируйте основной закон динамики вращательного движения.
10. Получите дифференциальное уравнение колебаний физического маятника.
11. Получите формулу для круговой частоты и периода колебаний физического маятника.
12. Сформулируйте теорему Штейнера. Как в данной работе она используется?
13. Что такое приведенная длина физического маятника?
14. Как найти период и частоту колебаний математического маятника?
15. Выведите формулу (12.19).
16. Что такое точка качания? Чем она замечательна?
Используемая литература
[5] §2.8, 7.1, 7.3, 19.1, 19.2; [3] §4.1, 4.2, 4.3, 27.1, 27.2; [1] §38, 39, 49, 50, 53, 54; [6] §3.3; 3.6, 3.7, 3.8; [7] §16, 18, 140, 141, 142.
Дата добавления: 2015-03-19; просмотров: 1155;