Fizikinės svyruoklės svyravimų tyrimas

FIZINĖS SVYRUOKLĖS SVYRAVIMŲ TYRIMAS 1. Darbo tikslas. Susipažinti su fizinės ir matematinės svyruoklės svyravimo dėsningumais ir nustatyti kūnų laisvojo kritimo pagreitį. 2. Darbo metodika: Fizine svyruokle vadinamas bet koks kietasis kūnas, galintis svyruoti apie nejudamą horizontalią ašį gravitacijos lauke. Tokios svyruoklės nukrypimas nuo pastoviosios pusiausvyros padėties apibūdinamas nuokrypio kampu . Svyruoklei nukrypus į dešinę,  laikomas teigiamu, nukrypus į dešinę – neigiamu. Svyravimai vyksta veikiant sunkio jėgos dedamajai , kurios modulis F1 = mg sin . F1 vadinamas grąžinančiąja jėga. Kai nuokrypiai yra maži (sin  y ), tuomet grąžinančioji jėga yra tiesiog proporcinga nuokrypiui nuo pusiausvyros padėties (F1 y mg). Jos momentas svyravimų ašies atžvilgiu M = F1L y -mgL; (1) Čia L – grąžinančiosios jėgos petys. Minuso ženklas rašomas grąžinančios jėgos projekijos F1 suderinimui su nuokrypio kampo  ženklu. Mažais kampais svyruojančiai svyruoklei pritaikius sukamojo judėjimo dinamikos pagrindinį dėsnį: gaunama tokia jos svyravimus aprašanti diferencialinė lygtis: arba (2) čia - svyruoklės kampinis pagreitis, o Iz – jos inercijos momentas momentas svyravimo ašies Oz, statmenos brėžinio plokštumai, atžvilgiu. Iš (2) išplaukia tokia fizinės svyruoklės savojo ciklinio dažnio išraiška (3) Iš čia jos savasis svyravimų periodas (4) Masės m ilgio L matematinės svyruoklės inercijos momentas Iz = mL2, todėl iš (4) jos svyravimų periodas (5) Pabrėžtina, kad (3), (4) ir (5) formulės teisingos tik mažiems svyravimų kampams (sin   ). Fizinės svyruoklės periodo formulėje (4), ilgio dimensiją turintį dydį pažymėję Lr, ją perrašome taip: (4a) Dydį Lr vadiname fizinės svyruoklės redukuotuoju ilgiu. (4a) formulės pavidalas identiškas matematinės svyruoklės periodui (5). Iš čia išplaukia, kad fizinės svyruoklės periodas yra lygus periodui tokios matematinės svyruoklės, kurios ilgis L = Lr. Nuo svyruoklės pakabinimo taško O atstumu Lr nutolęs taškas O’ vadinamas fizinės svyruoklės svyravimo centru. Galima įrodyti, kad jei svyruoklę apversdami perkelsime svyravimo ašį Oz iš taško O į O’, jos svyravimo centrą O’, randame jos redukuotąjį ilgį ir, dar išmatavę svyravimo periodą, iš (4a) apskaičiuojame laisvojo kritimo pagreitį. Šiame laboratoriniame darbe paruošiame fizinę svyruoklę: tam diskus tvirtiname nesimetriškai strypo galų atžvilgiu. Svyruoklių pakabinimo briaunas nukreipiame vieną prieš kitą ir įtvirtiname taip, kad tarp jų būtų svyruoklės masės centras. Svyruoklę atlenkę 3I5o kampu, išmatuojame n = 10 I15 svyravimų trukmę t ir apskaičiuojame periodą .Tuomet svyruoklę apverčiame kabindami ant kitos prizmės ir nustatome svyravimo periodą T`. Atsižvelgiant į T ir T` vertes, bandymais vienos iš prizmių padėtį vis keičiame taip, kol apverčiamosios svyruoklės svyravimo periodai T` ir T sutaps ne mažesniu kaip 99% tikslumu. Tuomet išmatuojame nuotolį tarp prizmių briaunų, t.y. redukuotąjį ilgį Lr. Apskaičiuojame T ir T` aritmetinį vidurkį bei laisvojo kritimo pagreitį. Kai nustatome fizikinės svyruoklės periodą, tokiu pat principu nustatome matematinės svyruoklės periodą T, kurios ilgis L lygus redukuotajam fizinės svyruoklės ilgiui Lr (matematinės svyruoklės rutuliuko centras turi sutapti su optinio daviklio ašimi). Matavimus kartojame 5I7 kartus, skaičiuojame periodo aritmetinį vidurkį ir jį gretiname su fizinės periodu. 3. Darbo rezultatai. ni ti, s Ti, s ni` ti`, s Ti`, s Lr, m

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!