Излучение прямолинейного движения тел на машине Атвуда

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Апреля 2010 в 15:07, Не определен

Описание работы

1. цель работы
Целью работы является изучение закона прямолинейного ускоренного движения тел под действием сил земного тяготения с помощью машины Атвуда.
2. описание установки и методики эксперимента
Схема экспериментальной установки на основе машины Атвуда приведена на рис.2.1.
На вертикальной стойке 1 крепится легкий блок 2, через который перекинута нить 3 с грузами 4 одинаковой массы. В верхней части стойки расположен электромагнит, который может удерживать блок, не давая ему вращаться. На среднем кронштейне 5 закреплен фотодатчик 6. На корпусе среднего кронштейна имеется риска, совпадающая с оптической осью фотодатчика. Средний кронштейн имеет возможность свободного перемещения и фиксации на вертикальной стойке. На вертикальной стойке укреплена миллиметровая линейка 7, по которой определяют начальное и конечное положения грузов. Начальное положение определяют по нижнему срезу груза, а конечное - по риске на корпусе среднего кронштейна.

Скачать архив (57.25 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Файлы: 1 файл

лаб1 физика1.doc

— 229.00 Кб (Скачать файл)

             ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра (РЗИ) 
 
 
 
 

ОТЧЕТ

                          Лабораторная работа по курсу  "Общая физика"

Излучение прямолинейного движения тел на машине Атвуда 

                           
 
 
 

                                                                                                      Выполнил                                                                                                                                              Студент ТМЦДО                                                                                                         

Специальности 210302 

                                                                     8 марта 2010 г. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                       Когалым 2010

 

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ 

     Целью работы является изучение закона прямолинейного ускоренного движения тел под действием сил земного тяготения с помощью машины Атвуда. 

     2. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ  ЭКСПЕРИМЕНТА 

      Схема экспериментальной установки  на основе машины Атвуда приведена на рис.2.1.

     На  вертикальной стойке 1 крепится легкий блок 2, через который перекинута нить 3 с грузами 4 одинаковой массы. В верхней части стойки расположен электромагнит, который может удерживать блок, не давая ему вращаться. На среднем кронштейне 5 закреплен фотодатчик 6. На корпусе среднего кронштейна имеется риска, совпадающая с оптической осью фотодатчика. Средний кронштейн имеет возможность свободного перемещения и фиксации на вертикальной стойке. На вертикальной стойке укреплена миллиметровая линейка 7, по которой определяют начальное и конечное положения грузов. Начальное положение определяют по нижнему срезу груза, а конечное - по риске на корпусе среднего кронштейна.

     Миллисекундомер 8 представляет собой прибор с цифровой индикацией времени. Регулировочные опоры 9 используют для регулировки положения экспериментальной установки на лабораторном столе.

     Принцип работы машины Атвуда заключается в том, что когда на концах нити висят грузы одинаковой массы, то система находится в положении безразличного равновесия. Если на правый груз положить перегрузок, то система грузов выйдет из состояния равновесия и начнет двигаться. 
 
 

                             3. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

     Стандартная абсолютная погрешность измерения  времени опускания груза с  пригрузком, 

                   

           (3.1)

 среднее значения времени опускания груза с пригрузком,

                                                                                (3.2) 
 

      Случайная абсолютная погрешность измерения  времени опускания груза с  пригрузком 

                                                                            (3.3) 

где – коэффициент Стьюдента. При доверительной вероятности α = 0,95 и числе измерений n = 5 коэффициент Стьюдента = 2,8                              
 

       Абсолютная суммарная погрешность измерения времени опускания груза с пригрузком 

                                                    (3.4)

где абсолютная приборная погрешность

      Для цифрового прибора, класс точности которого не указан,   равна единице в младшем разряде прибора.

      В используемом секундомере =0.001с 
 

       Абсолютная погрешность косвенного измерения квадрата времени опускания груза с пригрузком 

                                                 (3.5) 

Угловой коэффициент экспериментальной  прямой:

                                           b = ,                               (3.6)

Величина  ускорения, определяемого из линеаризованного графика:

                                                 a = 2b2                                     (3.7) 

                          4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ. 

     Измеренные  значения и результаты их обработки  приведены в таблице.

     Таблица 4,1

     Результаты  прямых и косвенных измерений

  S1 =0,39      , м S2 =0,36      , м S3 =0,33      , м S4 = 0,30     , м S5 = 0,27     , м S6 =0,24      , м
Номер измерения
= 0,62      , м1/2
=0,6       , м1/2
=0,57       , м1/2
=0,55       , м1/2
=0,52       , м1/2
=0,49       , м1/2
  t, c t2, c2 t, c t2, c2 t, c t2, c2 t, c t2, c2 t, c t2, c2 t, c t2, c2
1 5,563 30,95 5,591 31,26 5,346 28,58 5,101 26,02 4,753 22,59 4,557 20,76
2 5,573 31,06 5,568 31,00 5,310 28,19 5,143 26,45 4,792 22,96 4,264 18,18
3 5,852 34,25 5,507 30,33 5,392 29,07 4,833 23,36 4,924 24,24 4,422 19,55
4 5,870 34,45 5,580 31,14 5,270 27,77 4,951 24,51 4,657 21,69 4,413 19,47
5 5,660 32,04 5,535 30,64 5,105 26,06 5,153 26,55 4,768 22,73 4,301 18,50
< t >, c 5,704 5,556 5,285 5,036 4,779 4,39
< t2 >, c2 32,55 30,87 27,93 25,38 22,84 19,29
 

Расчет  стандартной погрешности σкв(t), случайной абсолютной погрешности σсл(t), абсолютной суммарной погрешности σ(t), абсолютной суммарной погрешности косвенного измерения квадрата времени σ(t2) для всех экспериментальных точек приведен в таблице 4,2, там же приведены результаты прямых и косвенных измерений времени опускания груза с перегрузком с учетом доверительных интервалов.

                             

       Таблица 4,2

Расчет погрешностей прямых и косвенных измерений 

    Номер серии опытов σкв(t) σсл(t) (< t > ± σ(t)) с (< t2 > ± σ(t2)) с2
    1 0,067 0,19 5,7 ± 0,2 32,5±0,8
    2 0,015 0,04 5,56 ± 0,04 30,9±0,2
    3 0,049 0,14 5,3 ± 0,1 27,9±0,5
    4 0,062 0,17 5,0 ± 0,2 25,4±0,6
    5 0,043 0,12 4,8 ± 0,1 22,8±0,4
    6 0,052 0,15 4,4 ± 0,2 19,3±0,5
 

 Рис. 4.3.1. Зависимость пути от времени 
 
 

 Рис. 4.3.2. Зависимость пути от квадрата времени 

              Рис. 4.3.3. Зависимость корня квадратного из пути от времени 

По формуле (3.6) определяется угловой коэффициент прямой как приращения функции к приращению аргумента Dt.

В качестве Dt  выбрана разность координат крайних точек графика (t6 – t1). При этом   = (t6) – (t1)

значение (t6) и (t1) определяется из графика Рис. 4.3.3.  
 

,

      Для определения погрешности углового коэффициента прямой   через доверительные интервалы проводятся ещё две прямые .

Для первой из них значение  b максимально возможные, поэтому прямая проведена как можно круче и выше, для второй прямой значение  b  минимально она проведена как можно полого и ниже. 

               

                  

                  

                   
 

                

 расчет ускорение по формуле (3.7):                                                 

                             

                                              a = 2*0.1052  

Расчет  погрешности ускорения  

                        

                                                         
 
 
 
 

5. ВЫВОД 

В результате проделанной работы произошло ознакомление со строением и принципом действия машины Атвуда. И на виртуальном лабораторном макете (машины Атвуда) изучен закона прямолинейного ускоренного движения тел под действием сил земного тяготения, полностью обоснована его справедливость, так как в пределах погрешностей измерений построен линеаризованные график :

- зависимости  корня квадратного из пути, от времени пройденного грузом с прегрузком от времени  
 
 
 

6. ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ: 

1. Какие силы действуют  на груз с перегрузом  во время движения? 

Сила  тяжести и сила натяжения нити. 

Информация о работе Излучение прямолинейного движения тел на машине Атвуда