Сборник лабораторных работ по механике (стр. 4 из 8)
Уберите стеклянную пластину. Два маятника, соединенные так, как показано на рисунке, совершают так называемые связанные колебания. Их нити связаны третьей длинной нить, к которой подвешивают лёгкие грузы ( в нашем случае это канцелярские скрепки). Масса этих грузов и положение нитей по высоте маятников определяет силу связи.Если один из маятников вывести из положения равновесия и дать совершать колебания в плоскости, перпендикулярной к рисунку, то через некоторое время в движение придет второй маятник. В системе возникнут биения – колебания маятников будут происходить с медленно меняющимися амплитудами.
Соберите связанные маятники и произведите как можно больше разных исследований их колебаний. Опишите и объясните ваши наблюдения.
ОТЧЕТ
…………………………………………………………………………….
о выполнении лабораторной работы №1
Законы сохранения в механике. Поступательное движение
Задание 1. Определение коэффициентов трения.
Таблица 1. Результаты измерения коэффициента трения по линейке-желобу.
| h,см | L, см | tgα=h/L =k1 |
| 16, 17, 18 | 36 | 0,46 |
k1=0,46 ± 0,2
Таблица 2. Результаты определения коэффициента трения по столу.
| h, см | L , см | S2, см | k1 | k2 | <k2> | Δk2 | <Δk2> | δ,% | |
| 1 | 22.5 | 33.5 | 19 | 0.46 | 0.40 | 0.02 | |||
| 2 | 22.5 | 33.5 | 20 | 0.46 | 0.35 | 0.38 | - 0.03 | 0.02 | 2.5 |
| 3 | 22.5 | 33.5 | 18 | 0.46 | 0.38 | 0.00 |
k2=0.38 ±0.02
Таблица 3. Результаты определения мгновенной скорости шайбы в конце наклонной плоскости.
| h, см | l1 , см | g, см/с2 | V, см/с | <V>,см/с | ΔV, см/с | <Δ>, см/с | δ,% | |
| 1 | 75.5 | 42.0 | 980 | 107.7 | - 1.7 | |||
| 2 | 75.5 | 44.5 | 980 | 114.1 | 109.4 | 4.7 | 3.1 | 3.0 |
| 3 | 75.5 | 41.5 | 980 | 106.4 | - 3.0 |
V=109,4 ± 3.1см/с
Задание 3. Проверка закона сохранения энергии.
Таблица 5. Сравнение теоретических ST, и реальных тормозных Sр путей
| h, см | V, см/с | ST,, см | Sр см | ΔS, см | <ΔS>, см | |
| 1 | 22.5 | 17.6 | - 2.5 | |||
| 2 | 22.5 | 109.4 | 20.1 | 16.7 | - 3.4 | - 2.8 |
| 3 | 22.5 | 175. | - 2.4 |
Задание 4. Проверка закона сохранения импульса.
ОТЧЕТ
…………………………………………………………………………….
о выполнении лабораторной работы №2
Законы сохранения в механике. Колебательное движение
Задание 1. Исследование затухания колебаний маятника
Упражнение 1. Закон затухания.
Таблица 1. Результаты исследования затухания колебаний.
| А1, мм | А2,мм | А3,мм | А4, мм | А5, мм | А6, мм | А7, мм | А8, мм | А9/ мм |
| 273 | 215 | 164 | 135 | 106 | 79 | 58 | 43 | 32 |
| А1/А2 | А2/А3 | А3/А4 | А5/А4 | А5/А6 | А6/А7 | А7/А8 | А8/А9 | А9/А10 |
| 1.27 | 1.31 | 1.21 | 1.27 | 1.34 | 1.36. | 1.35 | 1.34 |
…Колебания затухают постепенно, причем так, что отношение амплитуды предыдущего колебания к амплитуде последующего можно считать постоянным. С учетом погрешности измерений оно в нашем опыте равно 1.31
Упражнение 2. Сила сопротивления.
m = 0.003 кг , g = 9.8 м/с2 , h = 0.06 м , S = 3.66 м , <F> = 0.0026 Н
Задание 2. Законы сохранения импульса и энергии
Упражнение 1. Упругий удар двух тел.
Таблица 2. Результаты упругих столкновений двух дисков.
| А1, мм | В1, мм | А2, мм | В2, мм | А3, мм | В3, мм | А4, мм |
| 273 | 175 | 145 | 95 | 47 | 15 | |
| 273 | 202 | 130 | 105 | 37 | 20 |
«После удара шашки разлетаются в разные стороны на разные расстояния. При этом легкая шашка улетает дальше, чем тяжелая» (Верхняя строчка – одинаковые массы 3 г, нижняя – вторая легче первой, 2 г). Закон не выполняется из-за трения и не совсем упругого удара. Часть энергии переходит во внутреннюю – шашки нагреваются»
Упражнение 3. Неупругое столкновение тел.
Таблица 4. Результаты наблюдений неупругого удара двух дисков
| h, мм | H1, мм | H2, мм | H3, мм | <H>, мм | h/Н |
| 60 | 14 | 10 | 13 | 12 | 3 |
Теоретически при неупругом ударе двух шашек система должна была отклониться на 1/4 от высоты, с которой падает первая. Но отклонение в опыте составило 1/5. Удар не был абсолютно неупругим и шашки терлись о доску.
Задание 3. Наблюдение связанных колебаний
Упражнение 1. Маятники имеют одинаковые длины, сила связи задается одним грузом.
Упражнение 2. Маятники имеют одинаковые длины, сила связи задается тремя грузами.
Упражнение 3. Маятники имеют разные длины, сила связи задается одним грузом, начинает колебания длинный маятник.
Упражнение 4. Маятники имеют разные длины, сила связи задается одним грузом, начинает колебания короткий маятник.
ОТЧЕТ
----------------------------------------------------------------------------------------------
о выполнении лабораторной работы №1
«Погрешности измерений. Математическая
обработка экспериментальных результатов»
----------- октября 2005 года. СТИС, кафедра ЕНД
Задание 1. Измеряя время падения двух металлических тел разной массы с одной и той же высоты, экспериментатор получил следующие результаты:
А. масса 100 г. Время: 2.01; 2.03; 1.99; 2.00; 1.98; 2.02; 2.01; 2.03 и 1.98
Б. масса 500 г. Время: 2.00; 1.99; 2.00; 1.98; 2.04; 2.02; 2.03; 2.04 и 2.03
Какие выводы можно сделать из этих экспериментов?
Для ответа на этот вопрос обработайте полученные результаты:
1.1.Найдите наилучшие значения времени падения в каждом случае (средние арифметические значения)
1.2.Вычислите абсолютные погрешности каждого измерения в каждой серии
1.3.Вычислите средние значения погрешности измерений в каждой серии
1.4.Запишите величину доверительного интервала для каждой серии измерений
1.5.Рассчитайте «качество» (относительную погрешность) каждой серии измерений
1.6.Запишите текстом результаты измерений, полученные для каждой серии
1.7.Ответьте на вопрос, поставленный в этом задании.
ОТЧЕТ
------------------------------------
о выполнении лабораторной работы №1
«Погрешности измерений. Математическая
обработка экспериментальных результатов»
----------- октября 2005 года. СТИС, кафедра ЕНД
Задание 1. Измеряя время падения двух металлических тел разной массы с одной и той же высоты, экспериментаторы получили следующие результаты:
А. масса 100 г. Время: 2.10; 2.30; 1.90; 2.00; 1.80; 2.00; 2.10; 2.20 и 1.90
Б. масса 500 г. Время: 2.00; 1.90; 2.00; 1.80; 2.20; 2.10; 2.30; 2.10 и 2.00
Какие выводы можно сделать из этих экспериментов?
Для ответа на этот вопрос обработайте полученные результаты:
1.1.Найдите наилучшие значения времени падения в каждом случае (средние арифметические значения)
1.2. Вычислите абсолютные погрешности каждого измерения в каждой серии
1.3. Вычислите средние значения погрешности измерений в каждой серии
1.4. Запишите величину доверительного интервала для каждой серии измерений
1.5. Рассчитайте «качество» (относительную погрешность) каждой серии измерений
1.6. Запишите текстом результаты измерений, полученные для каждой серии
1.7. Ответьте на вопрос, поставленный в задании.
ОТЧЕТ
------------------------------------
о выполнении лабораторной работы №1
«Погрешности измерений. Математическая
обработка экспериментальных результатов»
----------- октября 2005 года. СТИС, кафедра ЕНД
Задание 1. Измеряя время падения двух металлических тел разной массы с одной и той же высоты, экспериментаторы получили следующие результаты: