64981 skanuj0010 (268)

Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki

3. Zmierzyć czas 10 wahnięć jednego z wahadeł, gdy układ wykonuje pierwsze drgania normalne (rys. 5.2a).

4. Zmierzyć czas 10 wahnięć jednego z wahadeł, gdy układ wykonuje drugie drganie normalne (rys. 5.2b).

5. Zmierzyć czas 2 dudnień, gdy układ jest sprzężony jak poprzednio, zaś pobudzony do drgań przez wychylenie tylko jednego z wahadeł (rys. 5.2c).

6. Pomiary według punktów 3-5 powtórzyć dla zamocowań sprężyny a od 25 cm do 60 cm co 5 cm.

5.4. Opracowanie wyników pomiarów

1. Obliczyć okres drgań własnych co₀ (bez sprzężenia).

2. Obliczyć okresy dla pierwszego i drugiego drgania normalnego dla wszystkich stosowanych sprzężeń.

3. Obliczyć okresy dudnień dla wszystkich stosowanych sprzężeń.

4. Przeliczyć otrzymane wyżej okresy na częstości drgań i dudnień, wiedząc, że o) — 2nlT

5. Sprawdzić, czy co₁ zależy od sprzężenia i jak się ma do wartości a>₀.

6. Sprawdzić słuszność relacji teoretycznej 0)_d~0)₂—(o_l> obliczając prawą stronę równania i porównując ją ze stroną lewą. Wyciągnąć wnioski.

7. Wykonać wykres a)\ = /(n²). Jak widać z zależności (5.13), powinna to być linia prosta. Przeprowadzić aproksymację metodą najmniejszych kwadratów opisaną w rozdziale wstępnym skryptu, wyznaczając parametry A i B prostej wraz z ich niepewnościami standardowymi u(A) = o_Ai u(B) = o_B. Sprawdzić, czy wartość B pokrywa się w granicach błędu ze zmierzoną doświadczalnie częstotliwością (o_v

8. Obliczyć parametry m i / wahadeł (zależność (5.14)) oraz ich niepewności złożone: u_c(m) i u_c(l) (wzór (W.12)).

9. Wykorzystując uzyskane parametry prostej (5.13), wyznaczyć stałą sprężyny k.

10. Wykorzystując wcześniej wyznaczone niepewności standardowe: u_c(m), u_c(l), i u(A), obliczyć niepewność złożoną względną, jaką obarczona jest wartość stałej k, tzn. u_cr (k) (wzór (W. 18)). Obliczyć niepewności złożone bezwzględne u_c(k).

11. Przedstawić wnioski odnośnie do uzyskanych rezultatów.

5.5. Pytania kontrolne

1. Co nazywamy drganiem harmonicznym?

2. Wyprowadzić wzór na okres drgań wahadła matematycznego.

3. Jakie rodzaje drgań mogą wykonywać wahadła sprzężone?

4. Kiedy może zachodzić zjawisko dudnień i od czego zależy ich częstość?

5. Podać przykłady układów o dwóch stopniach swobody.