ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 41

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до лабораторного практикуму з фізики

Розділ „КОЛИВАННЯ ТА ХВИЛІ”

Частина 1

Для студентів інженерно-технічних спеціальностей

денної форми навчання

Методичні вказівки до лабораторного практикуму з фізики розділ „Коливання та хвилі”. Частина 1.Для студентів інженерно-технічних спеціальностей денної форми навчання. / Укладачі: В.К.Манько, М.І.Правда, С.П.Лущін, С.В. Сейдаметов. - Запоріжжя: ЗНТУ, 2011. - 65 с.

Укладачі:

доценти кафедри фізики В.К.Манько

М.І. Правда

С.П.Лущін

старший викладач кафедри фізики С.В. Сейдаметов

Рецензенти:

доцент кафедри фізики ЗНТУ В.Г. Корніч

професор кафедри фізики ЗНТУ С.В. Лоскутов

старший викладач кафедри іноземної мови Т.О. Сокол

Затверджено

на засіданні кафедри фізики.

Протокол № 10 від 04.07. 2011 р.

Відповідальний за випуск В.К. Манько, канд. фіз.-мат. наук,

доцент.

ЗМІСТ

Вступ …………………………………………………………………….. 5

Introduction ………………………………………………………………. 6

1 Лабораторна робота № 41. Пружинний маятник ……….................... 7

1.1 Теоретична частина …………………………………………………. 7

1.2 Практична частина …………………………………………………. 9

Контрольні запитання …………………………………………………. 10

Література ……………………………………………………………….10

2 Laboratory work № 41. Spring pendulum ……………………………. 11

2.1 Theory ………………………………………………………………...11

2.2 Order of execution …………………………………………………... 13

Questions ………………………….…………………………………….. 15

3 Лабораторна робота № 42. Математичний маятник ………………. 16

3.1 Теоретична частина ……………………………………………….. 16

3.2 Практична частина ………………………………………………... 18

Контрольні запитання …………………………………………………. 19

Література ……………………………………………………………… 19

4 Laboratory work № 42. Mathematical pendulum ………………….. ... 20

4.1 Short theory ………………………………………………………… 20

4.2 Experimental part …………………………………………………… 21

Control questions ………………………………………………………... 22

5 Лабораторна робота № 43.1. Фізичний маятник……………...…… 23

5.1 Теоретична частина ……………………………………………….. 24

5.2 Практична частина ………………………………………………… 26

Контрольні запитання …………………………………………………. 27

Література ……………………………………………………………… 28

6 Laboratory work № 43.1. Physical pendulum ………………………… 29

6.1 Theoretical part ……………………………………………………… 30

6.2 Work procedure …………………………………………………… 33

Control questions ……………………………………………………….. 35

Literature ………………………………………………………………....35

7 Лабораторна робота № 43.2. Коливання стержня …………………. 36

7.1 Теоретична частина ………………………………………………. 36

7.2 Практична частина ………………………………………………… 38

Контрольні запитання …………………………………………………. 39

Література ……………………………………………………………… 39

8 Laboratory work № 43.2. Oscillation of peg ………………………. 40 8.1 Theoretical part ……………………………………………………... 40

8.2 Practical part …………………………………………………………42 Control questions ……………………………………………………….. 43

Literature ……………………………………………………………….. 44

9 Лабораторна робота № 43.3. Визначення приведеної довжини

фізичного маятника …………………………………………………… 45

9.1 Теоретична частина ……………………………………………….. 45

9.2 Практична частина ………………………………………………… 47

Контрольні запитання …………………………………………………. 48

Література ……………………………………………………………… 48

10 Laboratory work № 43.3. Determination of the resulted length

of physical pendulum ………………………………………………… .. 49

10.1 Theoretical part ……………………………………………………. 49

10.2 Practical part ………………………………………………………. 51

Control questions ……………………………………………………….. 52

Literature …………………………………………………………………52

11 Лабораторна робота № 43.4. Оборотний маятник ……………… 54

11.1 Теоретична частина ……………………………………………… 54

11.2 Практична частина ……………………………………………….. 55

Контрольні запитання …………………………………………………. 58

Література ……………………………………………………………… 58

12 Laboratory work № 43.4. Circulating pendulum ………………...…. 59

12.1 Experimental setting description ………………………………….. 59

12.2 Theoretical part …………………………………………………… 60

12.3 Practical part ……………………………………………………….. 61

Control questions ………………………………………………………. 63

Інструкція з охорони праці……………………………………..………65

Частина 2

ВСТУП

Основна спрямованість методичних вказівок з предмету фізика - дати можливість студентам за допомогою досліду вивчити важливі фізичні явища. Опис лабораторних робіт не претендує на те, щоб створити у студентів повне уявлення про явища, які вивчаються. Таке уявлення може виникнути лише внаслідок опрацювання лекцій та підручників.

Велика увага в методичних вказівках з фізики для студентів технічних спеціальностей приділяється обробленню результатів вимірювання. Для успішного виконання робіт необхідна попередня самостійна підготовка, в першу чергу теоретична.

Кожна лабораторна ро­бота розрахована на дві академічні години занять у лабораторії. Перед заняттям студент повинен підготувати протокол ла­бораторної роботи, вивчивши відповідний теоретичний матері­ал.

Під час заняття студенти проводять необхідні виміри, виконують розрахунки, доводять звіт до висновку. Результати вимірювання обговорюються з викладачем і затверджуються.

Повністю оформлений звіт по лабораторній роботі потрібно подати виклада­чу до кінця заняття. Він повинен містити: титульну сторінку, номер лаборато­рної роботи та її назву, перелік приладів і приладдя, мету робо­ти, схему установки, розрахункові формули, таблицю результа­тів вимірів і розрахунки, висновки за результатами роботи. Графіки повинні бути виконані на мі­ліметровому папері.

Якщо студент не встигає захистити лабораторну роботу до кінця заняття, дозволяється оформити звіт (графіки) з використанням комп’ютерних програм (Excel, Origin) до наступного заняття.

Лабораторна робота вважається виконаною після успішно проведеного захисту шляхом співбесіди студента з викладачем (захист звіту + оцінка за теоретичний матеріал).

Захист звіту: мета роботи + експериментальна методика + висновки.

Теоретичний матеріал: знання фізичних явищ, які вивчалися у даній лабораторній роботі (закони, формули).

INTRODUCTION

Basic goal of the laboratory work manual on Physics is to enable students to learn important physical phenomena by experience. Laboratory work description does not try to give students a complete picture of the studied phenomena. Such presentation can only be achieved as a result of study of lectures and textbooks.

Large attention in the laboratory work manual on Physics for the students of technical professions is devoted to the handling of the measured results. Prior independent preparation, above all theoretical, is needed for successful completion of the work.

Every laboratory work is supposed to take two academic hours. Before the class a student must prepare a protocol of laboratory work and learn appropriate theoretical material.

During the class students do the necessary measurements, execute calculations and take the report to the conclusion. Measured results are discussed with a teacher and confirmed.

Fully designed report on laboratory work should be given to the teacher before the end of the class. It must include: title sheet, laboratory work number and name, list of devices and installations, purpose of work, drawing of the setting, calculation formulae, table of the measurement results and calculations, conclusions, as the result of the work. Graphs must be done on a millimeter`s paper.

If a student does not have time to support the laboratory work before the end of the class, he/she is allowed to design a report (graph) with the use of the computer programs (Excel, Origin) for the next class.

Laboratory work is considered done after the successful speech in support in front of a teacher (report explanation + mark for theoretical material).

Support of report: purpose of work + experimental method + conclusions.

Theoretical material: knowledge of the physical phenomena, which was studied in this laboratory work (laws, formulas).

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 41

ПРУЖИННИЙ МАЯТНИК

Мета роботи:вивчення законів коливання пружинного маятника.

Завдання: а) визначити прискорення вільного падіння;

б)експериментально перевірити теоретичну формулу періоду коливання пружинного маятника.

Прилади і обладнання:пружина, комплект тягарців, секундомір, лінійка.

Експериментальна установка (рис.1.1) складається із кронштейна 1, на якому закріплена пружина 2 з державкою 4 та тягарців 3. Деформація пружини вимірюється лінійкою 5, а час коливань маятника – секундоміром 6.

Теоретична частина

Пружинний маятник (рис.1.2) – це тіло підвішене на пружині. При виведенні його із положення рівноваги x_oна відстань x виникає сила пружності F,яка за законом Гука дорівнює F = -kx, де k– жорсткість пружини. Ця сила надає тілу прискорення

, або . (1.1)

Рівняння (1.1) запишемо так

. (1.2)

Позначивши , одержуємо

. (1.3)

Рівняння (1.3) називається диференціальним рівнянням незатухаючих вільних гармонічних коливань. Розв’язком цього рівняння є гармонічна функція

, або

, (1.4)

яка задає координату х тягарця в будь-який момент часу t.

Розглянемо характеристики гармонічних коливань.

АмплітудаА_о – найбільше відхилення точки від положення рівноваги,

Циклічна частота коливань –(1.5)

це кількість коливань за 2π секунд.

Період коливань – (1.6)

це час одного повного коливання, або час, за який фаза коливання змінюється на 2π.

Частотаколивань – (1.7)

це кількість коливань за 1 секунду.

Поиск по сайту: