Tanulmány a törvények a rezgőmozgás segítségével a fizikai inga - laboratóriumi munka

Tanulmány a törvények a rezgőmozgás segítségével a fizikai inga

Ahhoz, hogy tanulmányozza a vibrációs folyamat a példa a fizikai inga. Ahhoz, hogy meghatározzuk a redukált hossza, és a tehetetlenségi nyomatéka a fizikai inga.

Felszerelés. A kísérleti elrendezés.

Fizikai inga - szilárd test, amely rezgésbe az intézkedés alapján a gravitáció viszonyítva az álló vízszintesen elhelyezett tengely nem halad át a tömegközéppontja a test (1. ábra). Ez a tengely nevezik az inga lengési tengelyétől pont - a felfüggesztés pontjától az inga. Áthaladó sík a ponton és merőleges tengelyére oszcilláció, az úgynevezett oszcillálás síkjának. Egyensúlyi helyzetében az inga tömegközéppontja alatt található a felfüggesztés pontjától az inga. ugyanazon a függőleges.

Ha az eltérés az inga az egyensúlyi helyzetből szögben, egy nyomaték, hajlamos visszatérni az inga az egyensúlyi helyzetbe. Ez a pont:

ahol - a távolság a felfüggesztés pontjától és a központ az inga tömege, - a tömege egy fizikai inga.

A „-” jel azt jelenti, hogy a nyomaték olyan irányban, hogy kezd visszatérni az inga egyensúlyi helyzetébe.

Alapján az alapvető egyenlet a dinamika forgómozgást írhat:

ahol - az inga a tehetetlenségi nyomaték egy átmenő tengely a felfüggesztés pontjától, - a szöggyorsulás az inga.

Abban az esetben, kis ingadozások (), (2) egyenlet felírható:

Egyenlet (3) az következik, hogy a kis eltérések egyensúlyi fizikai inga leng. A rezgési periódus lehet meghatározni (4):

ahol (6) adott hosszúságú fizikai inga.

Csökkent fizikai inga hossza - a hossza a matematikai inga oszcilláció időszak egybeesik azzal az időszakkal a fizikai inga.

A központ a rezgési - ez az a pont a vonalon összekötő a fogas a tömeges középpontja fekszik olyan távolságban a tengelye a csökkentett hosszúságú ingadozások (dot az 1. ábrán).

Szerint a Steiner-tétel inga tehetetlenségi nyomatéka egyenlő:

ahol - a tehetetlenségi nyomaték párhuzamos tengely tengelyével oszcilláció és közepén keresztül az inga tömege, - távolság a forgástengely a tömegközéppont.

Megoldása (6) és (7) a hozamokat. (8)

és

s (8) azt mutatja, hogy mindig van több, úgy, hogy a pont a felfüggesztés és a lengő központ hazugság ellentétes oldalán a tömegközéppont.

Annak meghatározására, a következőképpen kell eljárni. Hang a fizikai inga a ponton. A tehetetlenségi nyomaték a lényeg. a (5) képletű, az:

ahol - az időszak oszcilláció pont körül.

Ha az inga pedig a tehetetlenségi nyomaték a lényeg:

ahol - időszakhoz képest az oszcilláció a felfüggesztési pont.

Használata (7) képletű, van:

Kivonáshoz (12) általános képletű (11), kapjuk:

Kivonás a (10), az expressziós (9), így

Megoldása (13) és (14), van

Mivel a rezgésidő egyaránt

és megkapjuk a dolgozó képlet:

A tehetetlenségi nyomatéka az inga által meghatározott képletek (9) és (10) (16).

Az, hogy a teljesítményt.

Zadanie.Opredelenie csökkentett hossza tehetetlenségi nyomatéka a fizikai inga.

A bázist (1) egység (3. ábra) úgy állítjuk be, hogy a helyzet az oszlop (2) volt függőlegesen.

Állítsa be a „nulla” az ablakban stopper (4) a „reset” gombot (5).

Lay az inga karja a véghelyzetben egy kis szög (≈10˚). Engedje az inga, és nyomja meg a „Start” gombot (5).

Mérjük az időt az n = 10-20 komplett oszcillációk (utasítása szerint a tanár). Az ablak (4) a teljes mértékben figyelembe ingadozások. „Stop” gombot (5), hogy nyomja meg az idő, amikor az ablak (4) világítja meg a számla utolsó előtti oszcilláció.

Mérések ötször megismételtük. Az eredmények a mérési időt, és a rezgések száma rögzített 1. táblázatban.

Kapcsolja ki a fizikai inga, tegye azt a (2) pont, ismételje meg a 3-5 (mennyi idő).

Mérjük meg a távolságot két pont között a fizikai inga felfüggesztés (2), és az így mért 1. táblázatban.

A (16) képletű kiszámítása a középérték és a.

Számítsuk ki a tehetetlenségi nyomatékok, és a képletek (9) és (10).

Csökkentett hossza képlettel számítottuk ki:

A magatartás statisztikai mérések feldolgozása és töltse ki a 2. és 3. táblázatban.

Relatív és abszolút hibák, utasítása szerint a tanár, határozzuk meg a következő képlet és rögzített 4. táblázat:

Mi swing? Eigenoscillation? Float? Harmonikus rezgés?

Határozza meg a amplitúdóban, fázisban időszakát, gyakoriságát és a gyűrűs frekvenciaoszcillációkhoz?

Hogyan lehet meghatározni ezt az időszakot oszcilláció az inga kísérlet?

Írja le az egyenlet a harmonikus rezgés, magyarázza a fizikai értelmét alkotó egységek.

Képletek kiszámításához a maximális sebességet a rezgő pont.

Szerezd meg a képlet a legnagyobb gyorsulás az oszcilláló pont.

A differenciálegyenlet harmonikus rezgések.

Az úgynevezett fizikai inga?

Kimeneti képletű időszakban fizikai inga oszcilláció.

Mi a csökkentett hossza fizikai inga?

Az úgynevezett központja oszcilláció fizikai inga?

Együttműködik a telepítés engedélyezett személy, aki ismeri a tervezési és működését.

Annak megakadályozása érdekében felborulását telepítés szükséges, hogy azt csak a vízszintes felületre.