www.budowamaszynzaoczne.fora.pl
WMRiT BM I rok zaoczne
FAQ
Szukaj
Użytkownicy
Grupy
Galerie
Rejestracja
Profil
Zaloguj się, by sprawdzić wiadomości
Zaloguj
Forum www.budowamaszynzaoczne.fora.pl Strona Główna
->
Fizyka
Napisz odpowiedź
Użytkownik
Temat
Treść wiadomości
Emotikony
Więcej Ikon
Kolor:
Domyślny
Ciemnoczerwony
Czerwony
Pomarańćzowy
Brązowy
Żółty
Zielony
Oliwkowy
Błękitny
Niebieski
Ciemnoniebieski
Purpurowy
Fioletowy
Biały
Czarny
Rozmiar:
Minimalny
Mały
Normalny
Duży
Ogromny
Zamknij Tagi
Opcje
HTML:
NIE
BBCode
:
TAK
Uśmieszki:
TAK
Wyłącz BBCode w tym poście
Wyłącz Uśmieszki w tym poście
Kod potwierdzający: *
Wszystkie czasy w strefie EET (Europa)
Skocz do:
Wybierz forum
WMRiT BM (zaoczne) I rok Politechnika Poznańska
----------------
Plan zajęć
Fizyka
Matematyka
Rysunek techniczny z elementami geometrii wykreślnej
Maszynoznawstwo
Technologia Informacyjna
Wprowadzenie do informatyki
Pliki, materiały, itp.
Ogłoszenia
Pytania?
Offtpc
Linki
Przegląd tematu
Autor
Wiadomość
Jaras
Wysłany: Nie 21:35, 25 Lis 2007
Temat postu: laborki 101
Nr ćwicz.
101
Data:
23.03
1994
Marcin Błoński
Wydział
Elektryczny
Semestr
IV
Grupa T3
nr lab. 3
prowadzący mgr Marek Wróblewski
Przygotowanie:
Wykonanie:
Ocena ostat. :
Temat : Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego .
Wahadła fizyczne i matematyczne wykonują ruch drgający pod wpływem siły ciężkości . Jeżeli amplituda jest stosunkowo niewielka to ruch jest harmoniczny .Wahadłem fizycznym nazywamy ciało sztywne mogące wahać się wokół własnej osi.
Z drugiej zasady dynamiki dla powyższego rysunku otrzymujemy :
(*) ,
gdzie I - moment bezwładności ciała ,
- kąt wychylenia od położenia równowagi ,
L - odległość od punktu zawieszenia A do środka ciężkości C .
W ruch harmonicznym przyspieszenie jest wprost proporcjonalne do wychylenia . Porównując to stwierdzenie ze wzorem (*) można zauważyć , że ruch wahadła fizycznego jest harmoniczny jedynie dla małych wychyleń (wtedy bowiem sin
Przy założeniu małych wychyleń można zapisać :
.
Z porównania powyższego równania z ogólnym równaniem ruchu harmonicznego :
,
( jest prędkością kątową ) ,
otrzymujemy :
, D - moment kierujący ( D=mgL ) .
Wahadło matematyczne różni się tym od fizycznego , że cała masa układu jest skupiona w jednym punkcie ( który jest oczywiście środkiem ciężkości ). Połączenie pomiędzy środkiem ciężkości a punktem zawieszenia interpretuje się jako nieważką nić o długości l. Okres drgań takiego wahadła wyraża się wzorem :
(**).
Mając dane dwa wahadła fizyczne i matematyczne można dobrać tak długość wahadła matematycznego by miało ono okres równy wahadłu fizycznemu . Tę długość nazywamy długością zredukowaną wahadła
fizycznego . Wyraża się ona wzorem :
` .
Teraz można wyznaczyć okres wahadła fizycznego ze wzoru (**) .
By wyznaczyć długość zredukowaną korzysta się z następującej własności : wahadło zawieszone w punkcie A , a następnie w B ( patrz rysunek powyżej ) posiada taki sam okres , jeżeli odległość pomiędzy tymi punktami jest długością zredukowaną .W ćwiczeniu do określenia tego okresu stosuje się wahadło rewersyjne.
Przebieg ćwiczenia .
1. Wprowadzić w szczelinę czujnika fotoelektrycznego kulkę wahadła matematycznego . Uregulować jego długość tak , aby kreska na kulce była na jednym poziomie z kreską zaznaczoną na czujniku . Odczytać długość wahadła .
2. Wychylając wahadło o niewielki kąt zmierzyć czas 10 wahnięć .Obliczyć okres T wahadła matematycznego .
3. Pomiary powtórzyć co najmniej dla trzech różnych długości wahadła .
4. Znając okres T i długość wahadła matematycznego obliczyć przyspieszenie ziemskie .
5. Umocować ostrza A i B w odległości wzajemnej lr=0.8-1.1 m .Soczewkę 2 umocować w pobliżu końca wahadła .
6. Umocować soczewkę 1 w pobliżu ostrza B .
7. Zmierzyć czas około 10 wahnięć wahadła zawieszonego najpierw na ostrzu A , a następnie na ostrzu B. Obliczyć odpowiednie okresy TA i TB .
8. Zmieniając położenie soczewki 1 co 5 - 10 cm w całym zakresie między ostrzami 1 i 2 powtarzać pomiar okresów TA i TB .
9. Wykonać wykresy okresów TA i TB w funkcji położenia soczewki 1 . Punkt przecięcia się krzywych TA i TB wyznacza okres T .
Wahadło matematyczne .
Z równania (**) otrzymujemy wzór na przyspieszenie ziemskie :
Błąd :
Dla poszczególnych danych z tabeli 1 ( po uśrednieniu okresu ) przyspieszenia i ich błędy :
g1 = 9.814628 ms-2 , *g1=*0.003031 ms-2 ,
g2 = 9.784444 ms-2 , *g2=*0.003044 ms-2 ,
g3 = 9.835221 ms-2 , *g3=*0.002246 ms-2 .
Średnia pomiaru :
Odchylenie standardowe średniej :
Przyspieszenie wynosi :
g = 9.81 *0.02 ms-2 .
Wahadło rewersyjne .
Ponieważ wykresy dla obu zawieszeń nie przecięły się konieczne jest zastosowanie ekstrapolacji . Na wykresie 1 przedstawione są wyniki pomiarów dla obu zawieszeń ( bez uwzględnienia błędów ) , po odrzuceniu pomiaru w odległości 0.075 m , który wyraźnie odbiega
od reszty ( dla okresu TA) ze względu na kształt wykresu , prowadzimy prostą przechodzącą przez dwa ostatnie punkty pomiarowe ( odległości 0.08 m i 0.11 m ) . Obie proste przetną się
w punkcie odpowiadającym odległości ok. l=0.018 m i okresowi T=2.0437 s . Sytuację taką przedstawia wykres 2 .
Przyjmujemy :
T = 2.044 s
l = 0.02 m ( z uwagi na dokładność przyrządów ) .
Przyspieszenie będzie równe :
Błąd pomiaru przyspieszenia wyraża się analogicznym wzorem jak dla wahadła matematycznego i wynosi :
*g=*0.0946 ms-2 .
Wynik pomiaru :
g = 10*1 ms-2 .
fora.pl
- załóż własne forum dyskusyjne za darmo
Powered by
phpBB
© 2001, 2005 phpBB Group
Regulamin