Дослідження коливань системи із зосередженими параметрами.. Лабораторна робота з Фізика. Робота № 201361

Перехід до торгівельного партнера Binance

Дослідження коливань системи із зосередженими параметрами.

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2015

Тип роботи:

Лабораторна робота

Предмет:

Фізика

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Тема : Дослідження коливань системи із зосередженими параметрами. Мета роботи : Визначити коефіцієнт жорсткості пружини статичним і динамічним методами . Прилади та обладнання Вимірювальний пристрій ,набір тягарців та пружин , секундомір . ) Опис вимірювального пристрою Вимірювальний пристрій складається з П- подібного кронштейна ( 2 ) , закріпленого на масивній підставці ( 1 ). На гачки ( 3 ) в перекладені кронштейна підвішуються досліджувані пружини , до пружин тягарці . Вертикально закріплена масштабна лінійка ( 4 ) дає змогу вимірювати довжину пружини в навантаженому ( L ) та ненавантаженому ( L0 ) станах і визначити статичний розтяг ( Х ст )Пружина із тягарцем є прикладом системи із зосередженими параметрами : вся маса системи зосереджена у центрі мас тягарця , пружні властивості - в пружині . ВИВЕДЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ ФОРМУЛ Виведення коефіцієнта жорсткості статичним методом : Умова рівноваги підвішеного на пружині тягарця масою m ( рис . 1 ) K (L-L0)= mg Позначивши : К =Кс - коефіцієнт жорсткості , визначений статичним методом, L-L0 = X ст - статичний розтяг пружини , одержимо : Kc = EMBED Equation.3 . Визначення коефіцієнта жорсткості динамічним методом : З формули для періоду коливань коливань пружинного маятника : Т = 2 п EMBED Equation.3 одержимо : Т2 = EMBED Equation.3 Це означає що квадрат періоду коливань Т2 є лінійною функцією маси тягарця ( М ) , а величина EMBED Equation.3 - кутовим коефіцієнтом графіка Т2 =f (m ) ( рис . 2 ) З рисунка №2 випливає що : EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 , де EMBED Equation.3 - приріст маси тягарців . EMBED Equation.3 = m3- m1 , EMBED Equation.3 ( Т2 ) – визначений з графіка приріст квадрата періоду коливань . Отже , вимірявши періоди коливань системи з різними масами тягарців і побудувавши графік залежності Т2 = f ( m ) , можна визначити коефіцієнт жорсткості пружини динамічним методом : Кд = 4П2 EMBED Equation.3 Коливання називаються гармонічними , якщо величина , що коливається , змінюється в часі за косинусоїдальним ( синусоїдальним ) законом : Х = А cos ( w0 t + ч0 ) швидкість : U = EMBED Equation.3 = - A EMBED Equation.3 0 sin ( EMBED Equation.3 0 t + EMBED Equation.3 0 ) = a EMBED Equation.3 0 cos ( EMBED Equation.3 0 t + EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 0 ) прискорення : А = EMBED Equation.3 = - А EMBED Equation.3 02 cos ( EMBED Equation.3 t + EMBED Equation.3 0) = A EMBED Equation.3 02 cos ( EMBED Equation.3 2t + EMBED Equation.3 + EMBED Equation.3 0 ) де х – зміщення - відхилення тіла від положення рівноваги . А - амплітуда коливань - найбільше відхилення від положення рівноваги . EMBED Equation.3 = ( EMBED Equation.3 0t + EMBED Equation.3 0 ) - фаза коливань - визначає положення тіла у момент часу t . EMBED Equation.3 0 - початкова фаза коливань , визначає положення тіла в момент часу t=0 . EMBED Equation.3 0 - власна циклічна частота . Т - період - час здійснення одного повного коливання . Зв’язок між періодом і власною циклічною частотою коливань має вигляд : EMBED Equation.3 0 = EMBED Equation.3 Пружинний маятник - це тверде тіло , підвішене на абсолютно пружній невагомій пружині , яке під дією пружньої сили може здійснювати гармонічні коливання , а умова рівноваги запишиться у вигляді : mg - k xcт = 0 де - kxст = Fст ( К - коефіцієнт жорсткості пружини ) . Фізичний маятник - це тверде тіло довільної форми , яке під діею сили тяжіння здійснює коливання навколо нерухомої горизонтальної осі , що не проходить через центр маси тіла . Обертальний момент : М0 =Fт L = mg L sin EMBED Equation.3 . Рівняння динаміки : М0 = J0 EMBED Equation.3 Період коливання фізичного маятника : Т = 2п EMBED Equation.3 Зведена довжина фізичного маятника - це довжина такого маятника , період коливань якого збігається з періодом коливань даного фізичного маятника . Оборотний маятник - це фізичний маятник , який має дві осі обертання , паралельні одна одній .( 0 та 0 ) . Послідовність виконання роботи Визначення К 0 Підвісивши пружину на гачок , зафіксувати поділку , що відповідає кінцю нездеформованої пружини - L0 . Навантаживши пружину тягарцем №1 , визначити поділку , що відповідає кінцю здеформованої пружини - L , знайти хст Дії зазначені в пунктаі 2 , повторити для решти тягарців . Результати вимірювання записати в таблицю 1 . За формулою розрахувати кс і визначити кссер . Для першої пружини: Хст = L-L0=24-18=6 Хст = L-L0=27-18=9 Хст = L-L0=29-18=11 Для другої пружини : Хст = L-L0=16,5-13=3,5 Хст = L-L0=25,3-13=12,3 Хст = L-L0=26,5-13=13,5 Коефіцієнт жорсткості 1-ї пружини (статичний метод) Кc= EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 Кc= EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 Кc= EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 Коефіцієнт жорсткості 2- ї пружини (статичний метод) Кc= EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 Кc= EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 Кc= EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 Визначення Кд . Підвішений на пружині тягарець відвести на 30-40 мм вниз , відпустити і виміряти секундоміром час t , протягом якого тягарець здійснить десять повних коливань . За формулою Т = EMBED Equation.3 ; визначити період коливань і розрахувати величину Т2. Вказані у пунктах 1,2 вимірювання і розрахунки провести для решти тягарців , результати записати у таблицю 2. Замінити пружину і повторити дії , зазначені в пунктах 1,2,3. Для кожної пружини побудувати графік залежності Т2=f(m)і за формулою розрахувати коефіцієнт жорсткості кД , визначений динамічним методом . Для кожної пружини оцінити точність вимірювання як: EMBED Equation.3 Період коливання для 1- ї пружини Т= EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 Т= EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 Т= EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 Період коливання для 1-ї пружини Т= EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 Т= EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 Т= EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 Розрахунок величини Т2 ( першої пружини ) T2= EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 *0.015=15.7 T2= EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 =23.55 T2= EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 *0.045=28.26 Розрахунок величини Т2 (для другої пружини) T2= EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 T2= EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 T2= EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 Розраховуємо коефіцієнт жорсткості (динамічним методом) Для першої пружини Кд=4 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 =25,12* EMBED Equation.3 Для другої пружини Кд=4 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 =25,12* EMBED Equation.3 Міністерство освіти і науки України Національний університет „ Львівська політехніка “ Кафедра фізики Лабораторна робота №26 Тема : Визначення коефіцієнта в’язкості рідини методом витікання з капіляра Виконав: ст.гр ЕМ - 13 Яніцький М . М . Прийняв : ЛЬВІВ 2005

Лабораторна робота Фізика

2015

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись