Ćwiczenie nr 1: Wahadło fizyczne

Podobne dokumenty
Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 1: Wahadło fizyczne. opis ruchu drgającego a w szczególności drgań wahadła fizycznego

Rys. 1Stanowisko pomiarowe

WAHADŁO SPRĘŻYNOWE. POMIAR POLA ELIPSY ENERGII.

Ćw. nr 31. Wahadło fizyczne o regulowanej płaszczyźnie drgań - w.2

Opis ćwiczenia. Cel ćwiczenia Poznanie budowy i zrozumienie istoty pomiaru przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Henry ego Katera.

O 2 O 1. Temat: Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego

Ćwiczenie M-2 Pomiar przyśpieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Cel ćwiczenia: II. Przyrządy: III. Literatura: IV. Wstęp. l Rys.

Wyznaczanie momentów bezwładności brył sztywnych metodą zawieszenia trójnitkowego

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

BADANIE DRGAŃ TŁUMIONYCH WAHADŁA FIZYCZNEGO

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego (Katera)

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

WYZNACZANIE MODUŁU SZTYWNOŚCI METODĄ DYNAMICZNĄ

Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego

PF11- Dynamika bryły sztywnej.

WYZNACZANIE MOMENTU BEZWŁADNOŚCI CIAŁ METODĄ WAHADŁA FIZYCZNEGO GRAWITACYJNEGO I SPRAWDZANIE TWIERDZENIA STEINERA ĆWICZENIE

Wyznaczanie prędkości lotu pocisku na podstawie badania ruchu wahadła balistycznego

WYZNACZANIE MOMENTU BEZWŁADNOŚCI BRYŁY METODĄ DRGAŃ SKRĘTNYCH

DRGANIA SWOBODNE UKŁADU O DWÓCH STOPNIACH SWOBODY. Rys Model układu

PRACOWNIA FIZYCZNA DLA UCZNIÓW WAHADŁA SPRZĘŻONE

T =2 I Mgd, Md 2, I = I o

Ćwiczenie nr 35: Elektroliza

Wyniki pomiarów okresu drgań dla wahadła o długości l = 1,215 m i l = 0,5 cm.

DRGANIA WŁASNE RAM OBLICZANIE CZĘSTOŚCI KOŁOWYCH DRGAŃ WŁASNYCH

2. OPIS ZAGADNIENIA Na podstawie literatury podręczniki akademickie, poz. [2] zapoznać się z zagadnieniem i wyprowadzeniami wzorów.

Tutaj powinny znaleźć się wyniki pomiarów (tabelki) potwierdzone przez prowadzacego zajęcia laboratoryjne i podpis dyżurujacego pracownika obsługi

Ćwiczenie nr 2: ZaleŜność okresu drgań wahadła od amplitudy

TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

Wykład 9. Fizyka 1 (Informatyka - EEIiA 2006/07)

R w =

Ć W I C Z E N I E N R M-2

Ćwiczenie nr 25: Interferencja fal akustycznych

Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą spektrometru siatkowego

Ć W I C Z E N I E N R E-15

Wyznaczenie prędkości pojazdu na podstawie długości śladów hamowania pozostawionych na drodze

Ćw. 5. Badanie ruchu wahadła sprężynowego sprawdzenie wzoru na okres drgań

Mechanika ogólna / Tadeusz Niezgodziński. - Wyd. 1, dodr. 5. Warszawa, Spis treści

LABORATORIUM ELEKTROAKUSTYKI. ĆWICZENIE NR 1 Drgania układów mechanicznych

ĆWICZENIE 5. Wyznaczanie przyśpieszenia ziemskiego przy pomocy wahadła matematycznego i fizycznego. Kraków,

Metody Lagrange a i Hamiltona w Mechanice

Bryła sztywna. Wstęp do Fizyki I (B+C) Wykład XIX: Prawa ruchu Moment bezwładności Energia ruchu obrotowego

Ćw. nr 1. Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła prostego

Pomiary napięć przemiennych

INSTRUKCJA. Ćwiczenie A2. Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyny metodą dynamiczną.

ĆWICZENIE 13 TEORIA BŁĘDÓW POMIAROWYCH

Bryła sztywna. Fizyka I (B+C) Wykład XXI: Statyka Prawa ruchu Moment bezwładności Energia ruchu obrotowego

M2. WYZNACZANIE MOMENTU BEZWŁADNOŚCI WAHADŁA OBERBECKA

Temat ćwiczenia: POMIARY W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH PRĄDU STAŁEGO. A Lp. U[V] I[mA] R 0 [ ] P 0 [mw] R 0 [ ] 1. U 0 AB= I Z =

4.15 Badanie dyfrakcji światła laserowego na krysztale koloidalnym(o19)

KONSPEKT ZAJĘĆ EDUKACYJNYCH

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

Ćwiczenie nr 41: Busola stycznych

Bryła sztywna. Fizyka I (B+C) Wykład XXIII: Przypomnienie: statyka

10 K A T E D R A FIZYKI STOSOWANEJ

Ćwiczenie nr 43: HALOTRON

Plan wynikowy fizyka rozszerzona klasa 3a

LABORATORIUM Z FIZYKI

Wyznaczanie modułu sprężystości za pomocą wahadła torsyjnego

Ć w i c z e n i e K 4

POMIARY POŚREDNIE. Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych P o l i t e c h n i k a P o z n ańska

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła prostego

CZUJNIKI POJEMNOŚCIOWE

DOKŁADNOŚĆ POMIARU DŁUGOŚCI

POMIARY POŚREDNIE POZNAŃ III.2017

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności pomiarowych

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

Doświadczalne sprawdzenie drugiej zasady dynamiki ruchu obrotowego za pomocą wahadła OBERBECKA.

Pochodna i różniczka funkcji oraz jej zastosowanie do obliczania niepewności pomiarowych

Wyznaczanie współczynnika sztywności sprężyny. Ćwiczenie nr 3

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego (Katera)

Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym

Opis ruchu obrotowego

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 33: Kondensatory

Ćw. 2: Analiza błędów i niepewności pomiarowych

WYDZIAŁ LABORATORIUM FIZYCZNE

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

Równa Równ n a i n e i ru r ch u u ch u po tor t ze (równanie drogi) Prędkoś ędkoś w ru r ch u u ch pros pr t os ol t i ol n i io i wym

FIZYKA klasa 1 Liceum Ogólnokształcącego (4 letniego)

Zakres materiału do testu przyrostu kompetencji z fizyki w kl. II

BADANIE PROSTEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO POMIAR NAPRĘśEŃ BADANIE ODWROTNEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO METODĄ STATYCZNĄ. POMIAR MAŁYCH DEFORMACJI

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 11: Moduł Younga

1. Wahadło fizyczne o regulowanej płaszczyźnie. drgań. kilkukrotnie sprawdzając z jaką niepewnością statystyczną możemy mieć do czynienia. pomiarze.

CZUJNIKI I PRZETWORNIKI POJEMNOŚCIOWE

Ćw. 1: Wprowadzenie do obsługi przyrządów pomiarowych

Nr 2. Laboratorium Maszyny CNC. Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej

DOKŁADNOŚĆ POMIARU DŁUGOŚCI 1

Instrukcja do ćwiczenia jednopłaszczyznowe wyważanie wirników

SYLABUS/KARTA PRZEDMIOTU

Co powinno zawierać sprawozdanie?

LIV OLIMPIADA FIZYCZNA 2004/2005 Zawody II stopnia

Wyznaczanie modułu Younga metodą strzałki ugięcia

podać przykład wielkości fizycznej, która jest iloczynem wektorowym dwóch wektorów.

Zagadnienia: równanie soczewki, ogniskowa soczewki, powiększenie, geometryczna konstrukcja obrazu, działanie prostych przyrządów optycznych.

Zadanie domowe z drgań harmonicznych - rozwiązanie trzech wybranych zadań

( ) + ( ) T ( ) + E IE E E. Obliczanie gradientu błędu metodą układu dołączonego

ZADANIE 8 BADANIE WAHADEŁ SPRZĘŻONYCH

1. Kinematyka 8 godzin

Wymagania edukacyjne z przedmiotu fizyka w zakresie rozszerzonym RF-II

Bryła sztywna Zadanie domowe

Transkrypt:

Wydział PRACOWNA FZYCZNA WFi AGH mię i nazwiso 1.. Temat: Ro Grupa Zespół Nr ćwiczenia Data wyonania Data oddania Zwrot do popr. Data oddania Data zaliczenia OCENA Ćwiczenie nr 1: Wahadło fizyczne Cel ćwiczenia: Opis ruchu drgającego, a w szczególności drgań wahadła fizycznego. Wyznaczenie momentów bezwładności brył sztywnych Zagadnienia ontrolne Ocena i podpis 1. Definicje i podstawowe zaleŝności dla wielości inetycznych opisujących ruch obrotowy (ąt, prędość ątowa, przyspieszenie ątowe, jednostajny i niejednostajny ruch obrotowy). Definicje i podstawowe zaleŝności dla wielości dynamicznych opisujących ruch obrotowy (moment bezwładności, momentu pędu, moment siły, druga zasada dynamii dla ruchu obrotowego). 3. Definicja momentu bezwładności. Wyprowadzenie momentu bezwładności dla jednorodnego pręta o długości l i masie m względem osi prostopadłej do pręta i przechodzącej przez jego środe masy. 4. Twierdzenie teinera dla momentu bezwładności i przyłady jego zastosowania. 5. Ruch harmoniczny, równanie ruchu i parametry opisujące ruch (amplituda, ores, częstość, częstotliwość) 6. Wahadło matematyczne. Opis ruchu wahadła matematycznego dla małych drgań. Ores drgań tego wahadła. 7. Wahadło fizyczne. PrzybliŜony opis ruchu wahadła fizycznego za pomocą równania ruchu harmonicznego. Ores drgań wahadła fizycznego w przybliŝeniu harmonicznym. 1

1. Uład pomiarowy 1. tatyw, na tórym zawiesza się badaną bryłę. Badane bryły: pręt, pierścień 3. Metalowy przymiar milimetrowy 4. uwmiara 5. Waga eletroniczna 6. eundomierz Rys. w1. Pręt i pierścień uŝywane w ćwiczeniu. Uwaga: Rysuni i wzory w części wyonawczej są numerowane z dodatiem litery w. JeŜeli jej nie ma, chodzi o rysuni i wzory w opisie ćwiczenia. Wzory od (1.1) do (1.7) to, ta samo numerowane, formuły z testów: (a) "Opracowanie danych pomiarowych" w załadce "pomoce dydatyczne" na stronie Pracowni, lub (b) rozdz. 1 sryptu U 164 red. A. Zięba, Pracownia fizyczna, Wydawnictwa AGH 00. PowyŜsza uwaga dotyczy wszystich instrucji wyonawczych.. Wyonanie ćwiczenia 1. Zmierz masę pręta i pierścienia.. Wyznacz rozmiary pręta oraz pierścienia Rys. w1 poazuje wymiary pręta i pierścienia, zarówno te, tóre naleŝy zmierzyć (l, b, d, D, e), ja równieŝ te, tóre trzeba obliczyć z wymiarów zmierzonych. Długości małe mierzymy suwmiarą.

3. Umieść pręt na statywie, wprowadŝ go w ruch drgający o amplitudzie nieprzeraczającej trzech stopni i zmierz czas iludziesięciu drgań. Pomiar ten powtórz dziesięciorotnie. 4. Wyonaj pomiary z puntu 3 dla pierścienia. Uwaga: jeŝeli prowadzący ćwiczenie nie zadecyduje inaczej, pomiary wyonujemy zarówno dla pręta ja i pierścienia i dla obydwu elementów obliczamy momenty bezwładności. Natomiast analizę błędu pomiarowego wyonujemy tylo dla jednego z tych elementów. 3. Wynii pomiarów Tabela 1. Pomiary masy i długości Pręt Pierścień wartość niepewność wartość niepewność m [g] m [g] l [mm] D w [mm] b [mm] D z [mm] a [mm] R w [mm] R z [mm] e [mm] a [mm] Tabela. Pomiar oresu drgań Pręt Pierścień Lp. Liczba oresów Czas t[s] dla oresów Ores T i [s] Lp. Liczba oresów Czas t[s] dla oresów Ores T i [s] 1 1 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 Wartość średnia oresu T : Wartość średnia oresu T : Niepewność u(t): 3

Niepewność u(t): 4

4. Opracowanie wyniów pomiaru 1. Oblicz moment bezwładności 0 względem rzeczywistej osi obrotu orzystając z wzoru na ores drgań (4).. Korzystając z twierdzenia teinera oblicz moment bezwładności względem osi przechodzącej przez środe masy. (geom) 3. Oblicz równieŝ moment bezwładności względem osi przechodzącej przez środe masy na podstawie masy i wymiarów geometrycznych. 4. Oblicz lub przyjmij niepewności wielości mierzonych bezpośrednio: oresu T, masy m i wymiarów geometrycznych (tabele 1 i ). 5. Oblicz niepewność złoŝoną momentu bezwładności 0 oraz. 6. Obliczyć niepewność u c ( (geom) ). 7. Która z obydwu metod wyznaczenia momentu bezwładności jest doładniejsza? 8. Czy w granicach niepewności rozszerzonej obydwa wynii pomiaru są zgodne? Przyładowe obliczenia dla pręta: ad 1: Przeształcając wzór (4) otrzymujemy ad : Z wzoru (5) wynia, Ŝe m g at 0 =. (w1) 4π 0 a = m. (w) ad 3: Z podręczniach lub tab 1 znajdujemy ad 4. Ores: niepewność typu A: T ( ) geom Ti = ; n Masa: na podstawie instrucji wagi u(m) = 1 g Długość pręta: u(l) = 1 mm Odległość a = l / b, u(a) = 0,5 mm 1 = m l. (w3) 1 ( Ti T ) u( T ) = n ( n 1) ad 5. W równaniu 7 mamy iloczyn wielości mierzonych m, a i funcji T. Wygodnie jest zastosować prawo przenoszenia niepewności względnych Na podstawie wzoru (1.14a) i tabeli 1. z rozdz. 1 zapisujemy: u( 0 ) u( m) u( a) u( T0 ) 0 = m + a + T 0. (w4) We wzorze (8) mamy odejmowanie, dlatego tu wygodniej zastosować zwyłe prawo przenoszenia niepewności. Na podstawie wzoru (1.1) otrzymujemy 5

u( ) = [ u( 0 )] + [ a u( m)] + [ a m u( m)]. (w5) ad 6. Z prawa przenoszenia niepewności względnych otrzymujemy: u( ) u( m) u( l) = +. (w6) m l ad 7. Porównujemy obliczone wartości u ) oraz u ( ) ad 8. Obliczamy stosune ( (geom) u ( ) + u ( ). (w7) Wynii uwaŝamy za zgodne, jeŝeli wartość ta jest mniejsza od =. (Pt. 1.6 w rozdz. 1). Tabela 4: Wynii obliczeń momentów bezwładności dla pręta 0 wyznaczone z oresu drgań [g m ] wyznaczone z twierdzenia teinera [g m ] wyznaczone z pomiarów geometrycznych [g m ] Wartość Niepewność Tabela 5: Wynii obliczeń momentów bezwładności dla pierścienia 0 wyznaczone z oresu drgań [g m ] wyznaczone z twierdzenia teinera [g m ] wyznaczone z pomiarów geometrycznych [g m ] Wartość Niepewność Wniosi: 6