Файл: Учебный центр общей физики.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Отчет по практике

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.12.2023

Просмотров: 22

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет

информационных технологий, механики и оптики УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР ОБЩЕЙ ФИЗИКИ ФТФ




ГруппаM3110 К работе допущен да Студент Адрианов Константин Работа выполнена Преподаватель Куйдин Владислав Отчет принят

Рабочий протокол и отчет по

лабораторной работе № 1.07
Маятник Максвелла





  1. Цель работы.

  1. Изучение динамики плоского движения твердого тела на примере маятника Максвелла.

  2. Проверка выполнения закона сохранения энергии маятника с учетом потерь на отражение и трение.

  3. Определение центрального осевого момента инерции маятника Максвелла.

  1. Задачи, решаемые при выполнении работы.

  1. Построить график Зависимость величины от

  2. Получить значение момента инерции маятника , его абсолютная и относительная погрешность.

  3. Результат сравнения экспериментального и расчетного значения момента инерции.

  4. Изобразить графики зависимостей кинетической и полной энергии от высоты нахождения маятника для трех последовательных полупериодов колебаний.

  1. Объект исследования.

Изменение полной энергии в процессе колебаний маятника.

  1. Метод экспериментального исследования.


Прямое измерение.

  1. Измерительные приборы.


п/п


Наименование


Тип прибора

Используемый диапазон

Погрешность прибора

1

Маятник Максвела (цифровой счётчик)

Электронный




5 мс




  1. Рабочие формулы и исходные данные.




  1. Формула для момента инерции, преобразованная к виду:



  1. З начение среднего времени спуска маятника для каждой высоты :



  1. Мгновенная скорость для каждого момента времени (???? = 1, 2, 3) и высоты нахождения маятника:



  1. Кинетическая, потенциальная и полная энергия маятника:



  1. Схема установки (перечень схем, которые составляют Приложение1).




  1. Результаты прямых измерений и их обработки.

= 10 см

, см

 

20

30

40

50

60

70

80



2612,2

3715,7

4559,0

5264,5

5895,0

6456,5

6982,2



2613,3

3712,6

4558,6

5271,1

5888,9

6454,3

6976,7



2615,5

3712,6

4559,6

5271,1

5894,8

6459,7

6980,3



2615,8

3714,5

4554,6

5264,4

5893,0

6456,5

6976,8

= 10 см

, см

 

20

30

40

50

60

70

80



2613,5

3718,6

4563,4

5265,5

5898,0

6457,3

6974,7



0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7



2614,1

3714,8

4559,0

5267,3

5893,9

6456,9

6978,1




3,4

6,8

10,2

13,6

17,1

20,5

23,9



Таблица №1. Результаты прямых измерений интервала времени от начала движения маятника до пересечения датчика осью вращения для каждой из высот.

= 10 см

, см

 

20

30

40

50

60

70

80



52,6

37,4

30,5

26,5

23,7

21,6

19,9



81,3

44,2

33,9

28,5

25,1

22,4

20,9



81,2

44,5

33,9

28,5

25,2

22,8

20,8



0,08

0,11

0,13

0,15

0,17

0,19

0,20



0,05

0,09

0,12

0,14

0,16

0,18

0,19



0,05

0,09

0,12

0,14

0,16

0,18

0,19



Таблица №2. Результаты прямых измерений моментов времени, соответствующих последовательным прохождениям оптических ворот осью маятника 3 раза для каждой из высот.

  1. Расчет результатов косвенных измерений.

= 0.000503

= 0.00156325

= 341.06


  1. Расчет погрешностей измерений.

= 0.2989

= 0. 5978

= 0.18%

= 2.60823

= 5.19%


  1. Графики.








График 1. Зависимость величины от


,Дж


График 2. Зависимость кинетической энергии от высоты.




График 3. Зависимость полной энергии от высоты.



  1. Окончательные результаты.

Было получено значение момента инерции = 0.000503, его абсолютная
= 2.60823 и относительная = 5.19 % погрешности.

Было проведено сравнение полученного момента инерции с теоретическим

Результат: = 0,00106025, 68%

  1. Выводы и анализ результатов работы.

В ходе работы была исследована динамика плоского движения на примере маятника Максвелла.

Изображён график зависимости величины от

Получено значение момента инерции маятника = 0.000503, = 2.60823 и относительная = 5.19 % погрешности.

Получен результат сравнения экспериментального и расчетного значения момента инерции. Модуль разницы величин = 0,00106025, процентное соотношение = 68, из чего можно сделать вывод, что полученный результат значения экспериментального момента инерции не является точным, и возможно, стоит увеличить выборку.

Изображены графики зависимостей кинетической ( 2) и полной энергии ( 3) от высоты нахождения маятника для трех последовательных полупериодов колебаний, как можно заметить, что при движении маятника Максвелла от верхнего положения к основанию происходит переход потенциальной энергии в кинетическую (график 1 и график 2). Если учитывать потери энергии на отражение и трение, то выполняется закон сохранения механической энергии (график 3).

  1. Замечания преподавателя.

Пересчитать момент инерции маятника.