Лабораторные работы по курсу общей физики (2-я Редакция 2012 г.)

Подождите немного. Документ загружается.

Вывод: В процессе эксперимента при изучении свободных колебаний

пружинного маятника мы рассчитали коэффициент жёсткости пружины

двумя способами. Они получились примерно равными, а именно:

в первом случае

6,28,52 



ср

кг

2

сек

во втором

4,134,69 



ср

кг

2

сек

Также мы изучили затухающие колебания пружинного маятника,

вычислили амплитуды колебаний грузов, среднюю амплитуду и её

погрешность.

Лабораторная работа №11:

"Определение скорости звука в воздухе методом

стоячих волн".

Выполнил: студент группы ВМ-111

Зарипов Азат.

Цель работы: определение скорости звука в воздухе методом стоячих

волн.

Перечень приборов и принадлежностей:

1. установка (рис.1), состоящая из стеклянной трубки (1) с

миллиметровой шкалой (2), ручкой движения поршня (3) и

поршнем (4) внутри;

2. генератор звуковых волн (5);

3. мембрана телефона (6).

Краткая теория:

Уравнение бегущей волны имеет вид:

)sin(),(

wtytxy 

где



Когерентными источниками называют такие источники, которые

создают колебания, происходящие с одинаковой частотой, имеющие

одинаковое направление колебаний и одинаковые фазы или постоянную

разность фаз.

В области перекрытия волн колебания налагаются друг на друга,

происходит сложение (интерференция) волн, в результате чего колебания

в одних местах получаются более сильными, а в других – более слабыми.





yyyyy





cos2

0201

Наибольшее усиление (max) колебаний произойдёт там, где разность

хода волн

x

удовлетворяет равенству









nxn





Наибольшее ослабление (min) колебаний происходит в тех местах

волнового поля, где

)12()12(













nxn

Стоячие волны – такие волны, которые образуются в результате

наложения двух встречных плоских волн с одинаковыми амплитудами.

Уравнение стоячей волны имеет вид:

yyyy sin

cos2

021







Так как стоячая волна является результатом сложения двух

колебаний, идущих в разные стороны, то поток энергии, переносимый в

одну сторону, равен потоку энергии, переносимому в другую сторону.

Результирующий поток энергии равен нулю, т.е. стоячая волна энергии

не переносит.

Выполнение работы:

В ходе трёх экспериментов мы получили, что резонанс в системе

достигается при нахождении поршня на следующих отметках:

1) 0,076м; 0,294м; 0,518м; 0,733м; 0,947м;

2) 0,075м; 0,298м; 0,521м; 0,732м; 0,948м;

3) 0,072м; 0,293м; 0,519м; 0,729м; 0,949м.

Т.е.

(расстояние между отметками) =

1) 0,218м; 0,224м; 0,215м; 0,214м;

2) 0,223м; 0,223м; 0,211м; 0,216м;

3) 0,221м; 0,226м; 0,210м; 0,220м.





ср

= 0,212м.









iср

cр

= 0,0069.

Тогда

lll

ср



= 0,212



0,006м.

.012,0414,02 мl

срср





./6,92,339

800

смv

Гц

ср

срср







%8,2%100

2,339

6,9





Вывод: В ходе эксперимента мы получили, что скорость звука, полученная

нами методом стоячих волн, равна скорости звука, которая указана в

таблицах, а именно:

скорость звука, полученная нами, =

см/6,92,339 

%8,2



скорость звука из табличных данных = 330 м/с.

Лабораторная работа №12

по курсу общей физики.

Определение ускорения силы тяжести при свободном падении.

Выполнил: Усманов К.Р. ИИТ-125

1 Цель работы.

Определение силы тяжести при свободном падении тела.

2 Приборы и принадлежности.

 Рейка длиной 2.2 м с электромагнитом.

 Электросекундомер.

 Металлический шарик.

3 Теория метода.

Ускорение – векторная величина, характеризующая быстроту изменения вектора скорости

точки по численному значению и направлению. Вектор ускорения



равен первой производной от

вектора скорости



по времени :





он направлен в сторону вогнутости траектории и лежит в соприкасающейся плоскости. Ускорение

свободного падения (ускорение силы тяжести) – ускорение, сообщаемое свободной материальной

точке силой тяжести.

При изучении движения относительно земной поверхности нужно иметь ввиду, что система

отсчета, связанная с Землей неинерциальна (Земля вращается вокруг своей оси и движется по

орбите вокруг Солнца). Центростремительное ускорение, соответствующее движению Земли по

орбите (годичное вращение), гораздо меньше, чем центростремительное ускорение, связанное с

суточным вращением Земли. Можно считать, что система отсчета, связанная с Землей, вращается

относительно инерциальных систем с постоянной угловой скоростью

c107292,0





Любая точка А поверхности Земли, лежащая на географической широте



, движется по кругу

радиуса

 cosRr

– радиус Земли, рассматриваемой в первом приближении в виде шара) с угловой

скоростью . Следовательно, сумма сил,

действующих на такую точку, равна

 cosRmF

(1)

направлена перпендикулярно к земной оси и

называется центробежной силой инерции.

Центробежные силы, как и все силы инерции,

существуют лишь в ускоренно движущихся системах

отсчета и исчезают при переходе к инерциальным

системам отсчета. Наблюдаемое относительно Земли

ускорение свободного падения тел



обусловлено

действием двух сил:



, с которой тело притягивается

Землей (сила гравитационного притяжения Земли), и



Результирующая этих двух сил и есть сила тяжести :

gmFFP







(2)







Отличие силы тяжести от силы притяжения невелико, так как центробежная сила инерции

значительно меньше, чем гравитационное притяжение. Так, для тела массы 1 кг :

H035,0RmF



, в то время как Fg  9,8H.

Угол



можно оценить, воспользовавшись теоремой синусов:











2sin0018,0

cosRm

sin

Воспользовавшись уравнением (2) и пренебрегая влиянием суточного вращения Земли,

получаем:

)hR(





(3)

где R

– радиус поверхности Земли.

Из (3) следует, что

1. Ускорение свободного падения не зависит от массы и других характеристик тела..

2. При удалении от Земли ускорение свободного падения изменяется по закону:













































где g и g

– ускорения тела при его свободном падении соответственно на высоте и у поверхности

Земли.

Вблизи поверхности Земли h << R



т.е. с подъемом на 1 км ускорение силы тяжести уменьшается приблизительно на 0,03%.

Измерить ускорение свободного падения можно измерить наблюдением свободного падения

тел, при котором путь h, пройденный телом за время t, связан с g соотношением:



отсюда

g 

Воспользовавшись следующими формулами можно рассчитать абсолютную (g

ср

) и

относительную () погрешости

ср





iсрi

ggg 

ср









%100

ср







4 Результаты измерений.

Измере-

ние

ср

m/c

ср

m/c

g,

m/c

g

ср

m/c

,

ист

m/c

0,45

0,203

0,206

9,877

9,558

0,330

0,251

2,624

9,558

0,251

0,45

0,203

9,877

0,330

0,46

0,212

9,452

0,094

1,2

0,48

0,230

0,250

10,417

0,870

0,50

0,250

9,600

0,054

0,51

0,260

9,227

0,319

0,51

0,260

9,227

0,319

1,5

0,56

0,314

0,321

9,566

0,020

0,57

0,325

9,234

0,313

0,57

0,325

9,234

0,313

1,7

0,59

0,348

0,357

9,767

0,058

0,60

0,360

9,444

0,102

0,60

0,360

9,444

0,102

0,60

0,360

9,444

0,102

0,2

0,4

0,6

0,8

1,2

1,4

1,6

1,8

0,20 0,22 0,24 0,26 0,28 0,30 0,32 0,34 0,36 0,38

м h

5 Вывод.

В данном опыте установлено, что ускорение свободного падения, из показаний 14 измерений,

равно 9,5580,251(м/с

Лабораторная работа №16

по курсу общей физики.

Определение коэффициента Пуассона воздуха

методом адиабатического расширения.

Выполнил: Усманов К.Р. ИИТ-125