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:

2024

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

01.01.1970 03:01-

Коментарі

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

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись