Задания

Задание 1.Определить ускорение силы тяжести (свободного падения) при помощи математического маятника.

Указания к выполнению задания:

- Напишите формулу для определения "g" с помощью математи­ческого маятника и оцените точность измерения.

- Изменить длину маятника на 15 -20 см (изменение длины маятника измеряется по шкале на стойке установки) и вновь произвести измерения периода колебаний для маятника новой длины.

Покажите, что в этом случае "g" можно рассчитать по формуле , где - изменение длины маятника. Оцените (предварительно) ошибку измерения "g" данным методом.

- Составьте таблицу для записи результатов измерений, а измерения периода для каждой длины повторять не менее трех раз.

- Комбинируя результаты измерений и периодов колебаний, получите несколько значений "g". Определите ошибку g измерения ускорения силы тяжести данным методом.

Задание 2. Рассчитать массу груза, который необходимо положить на площадку, чтобы период колебаний пружинного маятника был равен Т. (Т лежит в интервале от 0,5 до 2,0 с).

Задание 3.С помощью самописца записать график затухающих колебаний и определить:

• Логарифмический декремент затухания;

• Коэффициент затухания;

• Период затухающих и свободных колебаний;

• Добротность колебательной системы;

• Записать уравнение затухающих колебаний.

Задание 4. Рассчитать период колебаний физического маятника. Результат расчета проверить экспериментально.

Указание. Момент инерции физического маятника состоящего из стержня и диска, можно определить, применяя теорему Штейнера-Гюйгенса.

Вопросы для полу­чения зачёта:

1. Сравнить время прохождения колеблющейся точкой первой и второй половин амплитуды.

2. Какова должна быть длина математического маятника, чтобы его период равнялся 1 секунде?

3. Амплитуда колебаний имеющегося в лаборатории математичес­кого маятника 2 см.

• Значение каких величин, характеризующих движение этого маятника (смещение, период, частота, циклическая частота, фа­за, скорость, ускорение), являются постоянными?

• Определите тангенциальное ускорение маятника в крайних положениях и положении равновесия.

• Оцените величину механической энергии маятника при про­хождении его через положение равновесия.

• При каких предположениях справедливы полученные ответы? Как повлияет на ответы учёт тех факторов, которыми вы пренебрегли?

• Как изменится механическая энергия маятника, если амплитуду увеличить в два раза?

4. При каких условиях справедливы выражения (11) и (12) для периодов физического и математического маятников?

5. Что называется приведенной длиной физического маятника, от чего она зависит?

6. От чего зависит точность определения периодов колебаний?

7. Как будет зависеть точность определения ускорения силы тяжести с помощью математических маятников разной длины, от выбора их длин и разности длин?

8. Как изменится период колебаний, если маятник находится на Луне; если под маятником расположить магнит?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

«ИЗУЧЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ В ВЯЗКОЙ СРЕДЕ».

Цель работы: на примере движения тела шарообразной формы изучить основные закономерности движения в вязкой среде.

Литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.1. Механика и молекулярная физи­ка.

2. Стрелков С.П. Механика.

3. Александров Н.В., Яшкин А.Я. Курс общей физики. Механика.

4. Архангельский М.М. Курс физики. Механика.

Вопросы для допуска к работы

а) знать следующие теоретические вопросы:

1. Понятие пограничного слоя. Чем определяется толщина пограничного слоя? Ламинарное и турбулентное движение.

2. Силы, действующие на тело при его движении в вязкой среде. Определяющие формулы сил, которые действуют на тело.

3. Уравнение движения тела. Характер движения тела на отдельных уча­стках.

4. Число Рейнольдса: его физический смысл и определяющая формула.

б) иметь в протоколе следующие расчетные формулы:

1. Формулу для расчета скорости движения шарика при условии равномерного движения.

2. Формулу, по которой можно оценить число Рейнольдса, зная геометри­ческие размеры, массу шарика и характеристики среды.

3. Формулы для расчета объема тел и площади "миделя".

4. Формулы для оценки погрешности.

Р.S. В расчетные формулы должны входить только те величины, которые могут быть измерены в процессе выполнения работы.