Изучение собственных колебаний пружинного маятника
Исследование зависимости параметров колебательного движения маятника от свойств пружины. Определение коэффициента жесткости пружины при статическом нагружении, логарифмического декремента затухания, коэффициента жесткости при динамическом нагружении.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.11.2013 |
| Размер файла | 71,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования Российской Федерации
Ижевский государственный технический университет
Кафедра физики
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
Изучение собственных колебаний пружинного маятника
Выполнил: студент гр. 162
ф-та ИВТ Дугин А.Ю.
Проверил: Третьякова Т.С.
Ижевск, 2002
Изучение собственных колебаний пружинного маятника
Цель работы: исследовать зависимость параметров колебательного движения от свойств пружины.
Приборы и принадлежности: пружинный маятник, секундомер, набор грузов.
Порядок выполнения работы:
Упражнение 1. Определение коэффициента жесткости пружины при статическом нагружении
1. Последовательно нагружая пружину 1 грузами массой , измерил удлинение , вызванное каждыми из этих грузов, выполнил то же самое для пружины 2
Пружина 1:
=200 г; =21 мм;
=300 г; =41 мм;
=400 г; =67 мм;
=500 г; =90 мм;
Пружина 2:
=200 г; =23 мм;
=300 г; =29 мм;
=400 г; =42 мм;
=500 г; =55 мм;
2. Расчет коэффициента жесткости для первой пружины по формуле:
Аналогично рассчитал коэффициент жесткости для второй пружины
Пружина 1
Пружина 2
Нашел среднее значение и погрешность в определении по формуле:
,
где n - число измерений. Проделал то же самое для пружины 2.
Пружина 1
Пружина 2
Упражнение 2. Определение логарифмического декремента затухания
К пружине 1 подвесил груз массой m=500 г. Отвел груз от положения равновесия на 20 мм. Возбудил колебания груза на пружине. Измерил число колебаний, за которое амплитуда колебаний изменится с 20 до 15 мм. Опыт повторил 5 раз. Нашел логарифмический декремент затухания:
колебательный пружинный статический динамический
,
где n - число колебаний;
- начальная амплитуда;
- амплитуда -го колебания.
;
;
;
;
;
Нашел и :
;
;
Закрепил на пружине демпфер. Определил, как указано выше, логарифмический декремент затухания. Сравнил логарифмический декремент затухания при наличии демпфера и без него.
;
;
;
;
;
;;
Упражнение 3. Определение коэффициента жесткости при динамическом нагружении
Выбрал пружину 1, исследованную статическим методом. К пружине подвесил груз массой и возбудил колебания. Используя секундомер, измерил 5 раз время 10 полных колебаний () и вычислил период по формуле:
, где =10.
Нашел
2. Проделал с грузами то же самое
Масса
<T>=0,28 <T>=0,40 <T>=0,46 <T>=0,91
Масса
=0,46
=0,46
=0,35
=0,35
=0,40
Масса
=0,46
=0,46
=0,52
=0,40
=0,46
Масса =0,46=0,40=0,46=0,35=0,52
3. Используя результаты измерений, построил график зависимости квадрата периода колебаний от массы m.
4. Нашел из графика
5. По формуле вычислил коэффициент жесткости. 59
6. Сравнил значения жесткости пружины, полученные статическим методом и из углового коэффициента графика. Результаты отличаются друг от друга на 10,49. Эта разница объясняется погрешностью измерительных приборов метода измерения.
Вывод: я научился определять коэффициент жесткости пружины при статическом нагружении, логарифмический декремент затухания, коэффициент жесткости при динамическом нагружении.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Определение понятия свободных затухающих колебаний. Формулы расчета логарифмического декремента затухания и добротности колебательной системы. Представление дифференциального уравнения вынужденных колебаний пружинного маятника. Сущность явления резонанса.
презентация [95,5 K], добавлен 24.09.2013Оборудование и измерительные приборы, определение периода колебаний физического маятника при помощи метода прямых и косвенных измерений с учетом погрешности. Алгоритм оценки его коэффициента затухания. Особенности вычисления момента инерции для маятника.
лабораторная работа [47,5 K], добавлен 06.04.2014Методика и особенности проверки зависимости периода колебаний от емкости и определения индуктивности катушки, а также сопротивления катушки от периода колебаний. Анализ и оценка взаимосвязи логарифмического декремента затухания от сопротивления контура.
курсовая работа [101,6 K], добавлен 21.09.2010Общие характеристики колебаний, их виды, декремент затухания, добротность колебательной системы. Уравнение собственных затухающих колебаний физического и пружинного маятников. Сущность периодического и непериодического механизма затухающих колебаний.
курсовая работа [190,0 K], добавлен 13.11.2009Исследование динамики затухающего колебательного движения на примере крутильного маятника, определение основных характеристик диссипативной системы. Крутильный маятник как диссипативная система. Расчет периода колебаний маятника без кольца и с кольцом.
лабораторная работа [273,7 K], добавлен 13.10.2011Изучение законов колебательного движения на примере физического маятника. Определение механических, электромагнитных и электромеханических колебательных процессов. Уравнение классического гармонического осциллятора и длины математического маятника.
контрольная работа [44,6 K], добавлен 25.12.2010Понятие и свойства свободных, вынужденных и затухающих колебаний. Описание явления резонанса. Формулы расчета периода математического и пружинного маятников. Примеры решения задач на нахождение показателей жесткости пружины и массы подвешенного тела.
презентация [500,7 K], добавлен 26.12.2011Анализ уравнения движения математического маятника. Постановка прямого вычислительного эксперимента. Применение теории размерностей для поиска аналитического вида функции. Разработка программы с целью нахождения периода колебаний математического маятника.
реферат [125,4 K], добавлен 24.08.2015Свободные, вынужденные, параметрические и затухающие колебания, автоколебания. Понятие математического и пружинного маятника. Вывод формулы для расчета периода пружинного маятника. Механические колебания и волны. Циклическая частота и фаза колебания.
презентация [474,0 K], добавлен 12.09.2014Кинематика и динамика колебаний физического маятника. Изучение механических, электромагнитных, химических и термодинамических колебаний. Нахождение суммы потенциальной и кинетической энергий. Фрикционный маятник Фроуда. Использование его в часах.
курсовая работа [177,8 K], добавлен 19.04.2015