7. Порядок выполнения работы
7.1. Определение периода продольных колебаний.
I. Скручивая гайки, установить их на спице симметрично на максимальном удалении от оси цилиндра lmax. Отклонив цилиндр в вертикальном направлении, без поворота вокруг его оси, на расстояние порядка 2 ÷ 3 см, привести систему в состояние продольных (вертикальных) колебаний. Измерить по секундомеру полное время n = 20 периодов колебаний tп1. Записать значение tп1 в таблицу 1. Повторить измерения еще 4 раза с записью результатов tп2 ÷ tп5 в таблицу 1.
2. Произвести аналогичные измерения (по одному разу) для двух различных симметричных положений гаек на спице (среднего lср и минимального lmin удаления от оси цилиндра). Величины tп.ср и tп.мин также занести в таблицу I.
7.2. Измерение периода крутильных колебаний.
I. Установить гайки симметрично на спице на максимальных расстояниях от оси цилиндра. Повернув цилиндр на 20 ÷ 30° вокруг его оси, без смещения в вертикальном направлении, привести систему в состояние крутильных колебаний. Измерить по секундомеру полное время n = 20 периодов колебаний tк1. Записать положение гаек на спице l1 и полученное значение tк1 в таблицу 2. При определении величины l1 необходимо учитывать размер гаек (h = 1 см).
2. Провести аналогичные однократные измерения для других симметричных положений гаек lj на спице, всякий раз смещая их на 1см ближе к оси цилиндра (рекомендуется выбирать целочисленные значения для lj). Занести полученные значения tкj в таблицу 2. Примечание: при возникновении биений измерения tкj следует проводить, не обращая внимания на медленные изменения амплитуды крутильных колебании.
8. Оформление отчёта
1. По данным таблицы 1 рассчитать периоды колебаний Тпj, среднее значение ‹Тп›, разности ρi и среднеквадратичное отклонение σТп. Полученные величины занести в таблицу 1.
2. Используя полученную величину для ‹Тп›, рассчитать продольную жесткость пружины. Результат записать в таблицу 1.
З. По данным таблицы 2, рассчитать периоды крутильных колебаний Тк = tк/n, где n - измеренное число периодов, рассчитать также величины l2j и Tкj2. Занести полученные значения в таблицу 2.
4. Построить графики зависимостей Тк(l) и Тк2(l2). По угловому коэффициенту полученной на втором графике прямой, пользуясь формулой (16) и значением m0, указанным на лабораторном стенде, определить крутильную жесткость пружины G. Полученное значение записать в таблицу 2.
5. Определив по графику величину В, рассчитать момент инерции цилиндра со спицей.
9. По полученным результатам эксперимента сделать выводы.
Таблица 1
l, м |
tп, с |
Тпj, с |
‹Тп›, с |
ρj= Тпj-‹Тп› |
σ Тп, с |
lmax= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|||
lср= |
|
|
|
|
|
lmin= |
|
|
|
|
|
k, Н/м |
|
||||
Таблица 2
lj, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tкj, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tкj, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l2j, м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tкj2, с2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G, Н∙м |
|
||||||||||
I0, кг·м2 |
|
||||||||||