13 (1106043)
Текст из файла
)»и )! и,) ) ))у.)!)1) м))з)с) у н )»ь)))).) )),!»)» ! !» ) мо)цшо с))с)!н')лы)ой )()р))ьц)1!2п)1!))) муф))ж )»1» е!» мошью электромагнита. Для измерения времени 1, равномерного д)))1,) ния фрикционной муфтой прибор имеет ),»ь)р»)))! состав которого входят таймер и система управ.н») ! питом. Включение электронного блока осушсствлю ) клавиши «сеть». При нажатии на клавишу «сброс. «обнуление» табло таймера.
В исходном состоянии сиг! можена посредством фрикционной муфты. Груз С уст;) в исходное положение: его нижняя грань должна быть ) горизонтальной черты на верхнем кронштейне 6. При па, клавишу «пуск» происходит освобождение системы (рази) цепь питания электромагнита) и генерируется импульс,,) разрешение на включение таймера от импульса, который выработан фотоэлектрическим датчиком на среднем кропи! г" в момент снятия с груза С дополнительного грузика 22. Ич от нижнего фотоэлектрического датчика останавливает р))о,).
ри этом снова таймера; результат высвечивается на табло. П мыкается цепь электромагнита и система затормаживается фр ) ционно му той. На машине Лтвуда можно проверить законы равноускоренн и !) движения и второй закон Ньютона, что и являет б усть грузы С и С проходят равноускоренно путь 5) (от крои штейна 6 до кронштейна Р) с ускорением а (формула (6)) в те чение времени 21, тогда ,р 2 (7) а скорость в конце пути будет и=а(1.' ' (8) Тат агда, если гела С и С проходят затем рзвиамепио (са скоростью 2 п) пусть 52 (от кронштейна Р.до кронштейна Й) за времй 22, то 52=-"=ш», ' (9) ииз — .
", ' тн' е. и из уравнений (7) — (9) можно ~ни)учит)1 слсдукнцсс соо аш ° Л,", 23)/,'1 'И з уравнений (10) и (6) следует, что если величина массы перегрузка п21 постоянна, то величина ускорении и системы будет также неизменна при любых комбинациях величин' 51 и.52. Проверке этого утверждения и определение величины а для изданного перегрузка и составляет содержание первого упражнения, 90 ! )! ! ( \11!1» !»! ! )» ) )) ! 1)11)) ! !п„))!) !)»)л))! 1 )11»))»1)11)» г)11)!))»2).1)1 .)г)!))) р:юли шых значений перегрузок т, » !)),)»»))иях 5) и 52, ~)то составляе~ содержание » )1)) , 1»» !) )) 61»)м ~))р;12ьиспии определяется значение ускоалн и))»б»и»ю тяжелого перегрузка Й (значение . », и:) ш рш рузкс), Устанавливается не менее вось- .)2 ), )яппи:)ций путей 5, и 5,, и для каждой комбина- П раз определяется время 12 прохождения пути .)».))))1) комбинации определяется среднее значение 12, а делается а.
Затем из всех комбинаций находится сред»» и 1!сиользуя это среднее значение а, из (11) нахо« «))» а т2 ром упражнении устанавливают фиксированные значе- » 52 и определяют значения ускорений а, для различных ° » массы перегрузка и), Для каждого перегрузка время 12 )1»тся не менее 5 — 6 раз и вычисляется среднее его значе) оторое используется для определения значения а, по фор- П П).
Полученное значение а, сравнивается для каждого пе,, » а со значением аь вычисленным по формуле (6), где в ка)»2п, используется значение, полученное в первом упраж11!еритэрпс 111' — 3"З; К 121' †32, 33', (3) †5 . 1иборптарипя рпбогп 2 Изучение, колебаний физического маятника Физическим маятником является любое твердое тела„которое может-совершать колебания вокруг неподвижной горизонтальной оси'в поле силы тяжести.
В данной рабате в качестве физического маятника используется длинный однородный металлический стержень, имеюгцнй легкую передвижную 'шайбу с.опориыми призмами, которая может закрепляться в.любом месте стержня. Для определения положения, закрепления опорных' призм на стержень ,нанесена шкала (см, рис. 8.2), Период колебания изучаемого мзтяника определяется формулой (см. Введение, (8.12) — 6.,16)), где /о — момент инерции маятника относительна центра масс (см ( .
)), а — расстояние от центра масс до точки подвеса, т — мас /8 са маятника. х'лх ы Ряс. 8.2 Момент инерции однородного стержня относительно центра масс будет То=т(.о)12=таро, где ао — радиус инерции, и вместо (1) можно записать Т=2п +,— 2п Нашему физическому маятнику можно сопоставить тематический маятник, чтобы их периоды совпадали. (см. введение) длина математического маятника равна ной длине 1,р физического маятника, причем а+ар а !ор + // о о а а такой маПри этом приведен- (3) а период его будет равен Т=2 )// Точка физического маятника, расположенная на расстоянии 1,р от точки подвеса на прямой, проходящей через центр тяжести, 92 /азывается центром качания. Центр качания и точка подвеса взаимно обратимы, т. е.
если их поменять местами, период колебания физического маятника не изменится. Как видно из (4), величина периода колебаний исследуемого маятяика определяется величиной 1„р, которая (3) является сложной функцией а. Из анализа этой функции на экстремумы следует, что ее минимум будет при а=по((1 р)„/„— э2а/), а максимум будет при а — +О ((1,р) — +-со). При а=0 маятник будет находиться в состоянии бсзразлнчного равновесия.
Рассмотрен!/ая теория физического маятника является приближенной. В ней сделан ряд допущений, которые нуждаются в дополнительном анализе. Первое из них заключается в использовании приближения малых амплитуд, т. е. з)п и=а. Если использовать следующий член в разложении з(па=а — (1/3) а'+..., то период колебания маятника будет зависеть от амплитуды. Заранее указать величину амплитуды, при которой можно пользоваться линейным приближением (8.14), невозможно, так как критерий выбора зависит от точности метода измерения периода. Второе допущение заключается в пренебрежении в (8.14) моментом сил трения.
В правомочности такого допущения можно )бсдиться, оценив декремент затухания маятника (см. гл. ХП). Действительно, для установок, используемых в лабораторной работе, маятник совершает более й/=100 колебаний, пока его амцлитуда не уменьшится в е (-3) раз. В этом случае относительное изменение периода колебаний за счет сил трения будет ДТ 1 — „= 10 ', и этой величиной можно пренебречь. Т 4яЧ/о Третье допущение заключается в пренебрежении массой подвижной шайбы с опорными призмами по сравнению с массой самого стержня. Учет этой массы приводит к тому, что центр тяжести маятника не будет совпадать с геометрическим центром стержня и его положение будет меняться при изменении точки подвсса а. Правомочность этого допущения проверяется экспериментально по отклонению полученных результатов от результатов, рассчитанных по приведенной выше упрощенной теории.
Измерения. 1. Опорную призму укрепляют на конце маятника на крайнем делении шкалы. Устанавливают диапазон амплитуд, в пределах которого период колебания маятника можно считать независимым от амплитуды. Для этого отклоняют маятник примерно на 15' и измеряют при помощи фотоэлектрической системы период его колебания. Затсм постепенно уменьшают амплитуду до тех пор, пока измеряемые периоды колебаний перестанут огличаться друг от друга в пределах случайных ошибок эксперимента.
2. Исследование зависимости периода колебаний Т от величины и. После получения экспериментальной зависимости строят график зависимости а Т' от величины ао. Методом наименьших (3) Из (3) легко получить Т,да,— Тойао =- 4л'(а1 — а,), откуда Лабораторная работа 3 й1 — йо 4 лов 2 2 о 2 о 2 2 й,Т", — й,Т То (4) где У.=а,+а,, а Т=2л 1~ ° 2л,~.о... т тд! ог тай ро.ез квадратов аппраксимируют полученную зависимость прямой линии и находят из графика величины а', и 4л'а'о/д. Вычисляют значение а, и сравнивают его с определенным из непосредственных измерений ао=/./Г'12.
Вычисляют значение д и сравнивают его с табличным значением. 3. Для 2 — 3 значений а вычисляют значение !,р и на опыте проверяют обратимость точки подвеса и точки качания. ЛптеРатурао [!) — й 21, 34; [2) — 4 41; [3) Ь' 9п Определение ускорения свободного падения при помощи оборотного маятника (метод Бесселя) Точное измерение периода колебаний любого физического маятника позволяет в принципе определить ускорение свободяого падения д в любой точке земного шара.
Эти методы определения д основаны на зависимости периода колебаний Т от а по формуле (см. Введение (8.12) — (8.!8)) где Т вЂ” период колебания маятника, У вЂ” момент инерции маятника относительно точки подвеса маятника, Уо — момент инерции маятника относительно центра масс (см. теорему Гюйгснса †Штсйнера), а — расстояние от центра масс до точки подвеса, т — масса маятника. Если использование произвольных физических маятников удобно для определения вариаций д, т. е. нахождения отношений значений д в различных точках поля тяготения, то при определении самого значения д возникает трудность точного определения момента инерции маятника. Это затруднение исключено в методе оборотного маятника, в котором из расчетных формул исключается величина момента инерции маятника Уо.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
