Пятикопеечная монета:
а1=2h1/t12 = ; а2=2h2/t22 = ; а3=2h3/t32 = ; аср= ; Δаср = ; δа=
Десятикопеечная монета:
а1=2h1/t12 = ; а2=2h2/t22 = ; а3=2h3/t32 = ; аср= ; Δаср = ; δа=
Пятидесятикопеечная монета:
а1=2h1/t12 = ; а2=2h2/t22 = ; а3=2h3/t32 = ; аср= ; Δаср = ; δа=
Что можно сказать по этим результатам?
Задание 4. Измерение мгновенной скорости тела в неравномерном сложном движении.
Оборудование. «Наклонная плоскость», шарик, линейка.
Установите пластину на краю стола так, чтобы скользнувшая с нее игральная шашка, пройдя по столу 2-3 см, начала свободное падение. В сложной траектории ее движения можно выделить вертикальную и горизонтальную составляющие. В вертикальном движении она подчиняется закону свободного падения, т.е. имеет ускорение g=9,8 м/с2и время ее падения можно определить по формуле t=√(2h/g) (h – высота стола). Измерив горизонтальную дальность полета, можно вычислить ее горизонтальную скорость. Эта скорость и является мгновенной для момента ее схода с наклонной плоскости.
(Выполнить измерения, составить таблицу, произвести обработку результатов и оформить самостоятельно)
ОТЧЕТ
………………………………………………………………..
о выполнении лабораторной работы №3
«Кинематика вращательного движения»
……………октября 2005 года, СТИС, каф. ЕНД
Задание 1. Измерение угловой скорости вращения ω= φ/t
Оборудование: маятник Обербека, секундомер, метровая линейка, грузы.
Опустите нить с грузом так, чтобы он касался пола, и, медленно вращая маятник, поднимите груз на такую высоту, когда маятник сделает максимальное целое число оборотов N. Угол φ его поворота за это время составит 360∙ N градусов или 6,28∙ N радиан. Затем отпустите груз и измерьте время t его падения с этой высоты. Вычислите среднюю угловую скорость вращения маятника по формуле ω= φ/t в радианах в секунду.
h=…….. см
N= …… об.
φ=……..град; φ=…….рад.
t1 =…….. t2 =…….. t3 =…….. t =ср…….. Δtср =…….. δt=……%.
ωср =……с-1; Δωср =……с-1; δω=……%. ω=ωср ±Δωс с-1;
ω =………±……..с-1; δω=……%.
Задание 2. Проверка закона углов поворота (В случае равноускоренного движения угол поворота увеличивается пропорционально квадрату времени).
Оборудование прежнее
Вращая маятник, отметьте такие положения (высоту) груза, которым соответствуют целые числа его оборотов – N1, N2, N3, N4, N5 . Затем измерьте времена падения груза с каждой из этих высот. Полученные пары значений углов поворота и времени падения (они же времена вращения маятника) сопоставьте в виде отношений (φi /ti 2)
Таблица 1.
| Угол поворота, φ, рад. |
| Высота падения груза, h, см |
| Время вращения t1, с |
| Отношение φ/t2 |
| Среднее значение φ/t2 |
| Абсолютные погрешности |
| Средняя абс. погрешность |
| Относительная погрешность |
Вывод:
Задание 3. Измерение углового ускорения ε = Δω/Δt = 2φ/t2
Для определения углового ускорения воспользуемся данными, полученными во втором задании. Перенесите три первые строки в таблицу 2 и произведите вычисления.
Таблица 2.
| Угол поворота, φ, рад. |
| Высота падения груза, h, см |
| Время вращения, t, с |
| Угловое ускорение, ε, рад/с2 |
| Среднее значение ε, , рад/с2 |
| Абсолютные погрешности Δε, рад/с2 |
| Среднее значение Δε, рад/с2 |
| Относительная погрешность, % |
Запишите результат в стандартной форме.
Задание 4. Связь между касательным и угловым ускорениями.
Скорость опускания груза в нашем опыте равна линейной скорости точек шкива, с которого сматывается нить. Очевидно, что и касательное ускорение точек на ободе шкива равно ускорению, с которым падает груз. Поэтому из результатов второго задания можно вычислить касательное ускорение точек на цилиндрической поверхности шкива. Перенесем в таблицу 3 строки 2 и 3 из таблицы 2 и произведем расчет по формуле a =2h/t2.
Таблица 3.
| Высота падения груза, см |
| Время вращения (падения), t, с |
| Касательное ускорение, аt , м/с2 |
| Среднее значение аt , м/с2 |
| Абсолютные погрешности, Δаt , м/с2 |
| Среднее значение Δаt , м/с2 |
| Относительная погрешность, % |
Известно, что угловое ускорение связано с касательным ускорением соотношением ε=аt /r, где r- радиус вращения, в нашем случае радиус шкива. Измерьте штангенциркулем радиус шкива и проверьте справедливость этой формулы.
Вывод:
ОТЧЕТ
------------------------------------
о выполнении лабораторной работы №4
«Кинематика колебательного движения»
----------- октября 2005 года. СТИС, кафедра ЕНД
Часть 1. Математический маятник.
Задание 1. Измерение периода и частоты колебаний математического маятника.
На маятнике максимальной длины отработайте навык измерения периода и частоты колебаний. Отклонив его от положения равновесия на 5 – 10о отпустите и, включив секундомер, измерьте время t десяти полных колебаний. Поделив это время на 10, получаем период колебаний (Т= t/N), а затем, поделив число колебаний на время, находим частоту колебаний (ν = N/t = 1/T). Проделайте пробные измерения, чтобы освоить работу с секундомером и маятником
Задание 2. Поиск зависимости периода и частоты колебаний маятника от амплитуды
Задавая маятнику 5 -7 разных значений начального смещения - начальной амплитуды Ао, и не изменяя его длину L и массу груза М, измерьте период колебаний. Оцените погрешность измерений и сделайте вывод из полученных результатов.
Таблица 1. L = …………. см М = …………г
| А1 = см | А2 = см | А3 = см | А4 = см | А5 = см | А6 = см | А7 = см |
| N1 = | N2 = | N3 = | N4 = | N5 = | N6 = | N7 = |
| t1 = c | t2 = c | t3 = c | t4 = c | t5 = c | t6 = c | t7 = c |
| T1 = c | T2 = c | T3 = c | T4 = c | T5 = c | T6 = c | T7 = c |
Вывод:
Задание 3. Поиск зависимости периода и частоты колебаний от массы маятника.
Не изменяя длины маятника и используя в каждом опыте одну и ту же начальную амплитуду, изучите зависимость периода колебаний от массы груза.
Таблица 2. L = …………. см Ао = …………..
| М1 = г | М2 = г | М3 = г | М4 = г | М5 = г |
| N1 = | N2 = | N3 = | N4 = | N5 = |
| t1 = c | t2 = c | t3 = c | t4 = c | t5 = c |
| T1 = c | T2 = c | T3 = c | T4 = c | T5 = c |
Вывод:
Задание 4. Наблюдение зависимости периода и частоты колебаний от длины маятника.
Оставьте наиболее массивный груз и, изменяя длину L маятника не менее 5 раз с шагом 20-30% по отношению к предыдущему значению, изучите влияние его длины на период колебаний.
Таблица 3. М = …………г
| L1 = см | L2 = см | L3 = см | L4 = см | L5 = см |
| N1 = об | N2 = об | N3 = об | N4 = об | N5 = об |
| t1 = c | t2 = c | t3 = c | t4 = c | t5 = c |
| T1 = c | T2 = c | T3 = c | T4 = c | T5 = c |
Вывод.
Задание 5. Выяснение вида зависимости периода колебаний математического маятника от его длины.