Лабораторная работа по "Физике"

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 12 Декабря 2011 в 04:58, лабораторная работа

Описание

Определение периода и частоты собственных колебаний пружинного маятника.
Определение логарифмического декремента затухания пружинного маятника методом сравнения амплитуд.
Снятие резонансной кривой колебаний пружинного маятника.

Скачать (146.67 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Работа состоит из  1 файл

Лабораторная работа №13к.docx

— 150.09 Кб (Скачать документ)
 

Цель  работы:

  1. Определение периода и частоты собственных колебаний пружинного маятника.
  2. Определение логарифмического декремента затухания пружинного маятника методом сравнения амплитуд.
  3. Снятие резонансной кривой колебаний пружинного маятника.

Принципиальная  схема установки

Пружинный маятник: 1-шкала; 2-пружина; 3-груз; 4-нить, связанная с эксцентриком; 5-редуктор; 6-электродвигатель.

      Скорость  вращения двигателя и соответственно частоту вынужденных колебаний  можно изменять лабораторным  автотрансформатором (ЛАТРом).

      Графическое явление резонанса можно представить  в виде резонансных кривых, как  функцию           , где -частота собственных колебаний системы; -частота вынуждающей силы.

         период колебаний пружинного маятника;

        частота собственных колебаний пружинного маятника;

       логарифмический декремент затухания ;

      -     частота вынужденных колебаний; 
 
 

Ход работы

  1. Определение периода и частоты собственных колебаний пружинного маятника.
№ n t,c ,c ,с , ,
1 10 6,32 0,632 0,631 1,582 1,584
2 10 6,29 0,629 0,631 1,592 1,584
3 10 6,33 0,633 0,631 1,581 1,584
 

n –число полных колебаний;

t –время n колебаний;

  –период собственных  колебаний пружинного  маятника;

Найдём период колебаний:        

  2. с;
  3. с.

  с.

Найдём частоту  собственных колебаний:   

  1. ;
  2. ;
  3. .

  .

Вывод: частота пружинного маятника прямо пропорционально  зависит от периода пружинного маятника (

) . Чем больше период  пружинного маятника, тем меньше частота  пружинного маятника. 

АЛГОРИТМ РАСЧЕТА  РЕЗУЛЬТАТОВ ПРЯМЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Результат измерения  – среднее значение и доверительный  интервал. Для n-  измерений:

1. Вычисление среднего  арифметического значения для  измеряемой ф.в.: 

2.  Вычисление  погрешностей n-измерений:

              

        

                          

                        

3. Определение коэффициентов Стьюдента (для Р=0,95)

=

4,3;                                        

1,9

;

4. Вычисление среднего квадратического отклонения среднего арифметического (СКО): 

5. Максимальная погрешность определяется как половина цены деления шкалы прибора: 

6.   Вычисление общей доверительной погрешности результата измерения: 

7.  Оценка относительной погрешности (качества опыта) по формуле: 
 
 

  1. Определение логарифмического декремента затухания пружинного маятника.
№ ,с t,c Z ∆  
1 0,631 3,11 2 0,14 0,14
2 0,631 3,09 2 0,141 0,14
3 0,631 3,12 2 0,14 0,14
 

  – начальная амплитуда  колебаний; 

А – конечная амплитуда  колебаний; 

А = 5см;

Амплитуда уменьшилась в Z=2 раза. (

)

Вычислим логарифмический декремент затухания

: 
 
 
 

Вычислим  среднее значение логарифмического декремента затухания 

: 

Вывод: значение логарифмического декремента затухания пружинного маятника зависит от его периода и время за которое уменьшиться амплитуда. 
 
 

АЛГОРИТМ РАСЧЕТА  РЕЗУЛЬТАТОВ ПРЯМЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Результат измерения  – среднее значение и доверительный  интервал. Для n-  измерений:

1. Вычисление среднего  арифметического значения для  измеряемой ф.в.: 

2.  Вычисление  погрешностей n-измерений:

                             ;

                             ;

                             ;

3. Определение коэффициентов Стьюдента (для Р=0,95)

=

4,3;                                        

1,9;

4. Вычисление среднего квадратического отклонения среднего арифметического (СКО): 

5. Максимальная погрешность определяется как половина цены деления шкалы прибора: 

6.   Вычисление общей доверительной погрешности результата измерения: 

7.  Оценка относительной погрешности (качества опыта) по формуле: 
 
 

  1. Снятие  резонансной кривой колебаний пружинного маятника.

 – верхний  отсчёт по шкале;

  – нижний отсчёт  по шкале;

n – число полных колебаний;

t – время полных колебаний;

  

-

амплитуда колебаний  груза;

    -

частота вынужденных  колебаний;

  – берётся из  опыта №1.

1 точка (

)

№ A,м ,м n t,с   ,  
1 0,0255 0,026 10 15,48 0,646 0,649 0,408
2 0,026 0,026 10 15,35 0,651 0,649 0,411
3 0,0265 0,026 10 15,37 0,651 0,649 0,411
 

129м

; 0,134м.

 

0,077м ; 0,081м.

2 точка (

)

№ A,м ,м n t,с   ,  
1 0,0305 0,303 10 9,20 1,087 1,087 0,686
2 0,03 0,303 10 9,19 1,088 1,087 0,687
3 0,0305 0,0303 10 9,22 1,085 1,087 0,685
 

=

0,139м ; 0,137м ; 0,14м;

=0,078м

; 0,077 м; 0,079м; 
 

3 точка (

)

№ A,м   n t,с   ,  
1 0,0315 0,031 10 8,78 1,140 1,141 -0,444
2 0,0295 0,031 10 8,77 1,1402 1,141 0,7198
3 0,032 0,031 10 8,76 1,142 1,141 0,721
 

=0,14м

; 0,138м ; 0,141м;

=0,077м

; 0,079 м; 0,077м;

4 точка (

)

№ A,м   n t,с   ,  
1 0,035 0,036 10 8,43 1,186 1,186 0,749
2 0,036 0,036 10 8,43 1,188 1,186 0,75
3 0,036 0,036 10 8,43 1,185 1,186 0,748
 

=

0,143м ; 0,144м ; 0,145м;

=0,0

73м ; 0,072 м; 0,073м;

5 точка (

)

№ A,м   n t,с   ,  
1 0,041 0,041 10 7,61 1,314 1,312 0,829
2 0,0415 0,041 10 7,62 1,312 1,312 0,828
3 0,041 0,041 10 7,63 1,311 1,312 0,828
 

=0,15м

; 0,149м ; 0,15м;

=0,068м

; 0,067 м; 0,069м; 
 
 
 

6 точка (

)

Информация о работе Лабораторная работа по "Физике"