Wahadło


Wahadło torsyjne i rewersyjne

W wykładzie tym postaramy się wytłumaczyć jak działa i do czego służy wahadło torsyjne i wahadło rewersyjne. Poniżej znajduje się w miarę dokładny opis przeprowadzenia doświadczenia. Nie ma tutaj jednak pełnych wyprowadzeń podanych wzorów w celu zachowania zwartego i przejrzystego wykładu.

0x08 graphic
Jest to wahadło fizyczne wynalezione przez Henry'ego Katera (1777-1835) . Służy ono do wyznaczania przyspieszenia ziemskiego. Składa się z metalowego pręta z dwoma uchwytami na osie (najczęściej w postaci pryzmatów wykonanych z twardego materiału ) oraz z ruchomych ciężarków. Ciężarki ustawia się tak aby okres wahań wahadła względem jednej i drugiej osi był taki sam. Wtedy też wyznaczyć można przyspieszenie ziemskie na podstawie wzoru na wahadło matematyczne. W prosty sposób można udowodnić, że okres wahań wahadła rewersyjnego i matematycznego są wtedy opisane takimi samymi wzorami (z jedną drobną różnicą, że L we wzorze na wahadło rewersyjne oznacza tzw. długość zredukowaną). Długość zredukowana wahadła rewersyjnego jest to taka długość wahadła matematycznego, dla której okres wahań wahadła matematycznego i rewersyjnego są sobie równa.

0x01 graphic

stąd :

0x01 graphic

gdzie L- długość zredukowana wahadła

W naszym przypadku długością zredukowaną wahadła rewersyjnego będzie odległość między jego osiami. Aby nie rozwlekać zbytnio tego wykładu, który jest bardziej opisem doświadczenia niż pełnym wykładem, nie będziemy tego udowadniać.

0x08 graphic
Wahadło torsujne składa się z czterech ramion, na których znajdują się ciężarki oraz metalowego pręta na którym wisi cała konstrukcja. W wahadle torsyjnym ruch spowodowany jest siłą skręcającą. Aby dokonać pomiaru długości okresu takiego wahadła należy wprawić wahadło w ruch skręcając pręt, a następnie zmierzyć około dwudziestu okresów (czyli czterdziestu przejść wahadła przez maksymalne wychylenia).

Wzór określający okres drgań wahadła torsyjnego jest analogiczny do równania opisującego ruch wahadła matematycznego, co nie znaczy identyczny.

0x01 graphic

D -określone jest w następujący sposób:

0x01 graphic

gdzie G- współczynnik sprężystości, który należy wyznaczyć

Podstawiając powyższą równość do równania na okres drgań otrzymujemy:

0x01 graphic

Stąd możemy wyznaczyć współczynnik sprężystości G:

0x01 graphic

gdzie L- długość pręta, r -promień pręta

Cele doświadczenia

W przypadku wahadła rewersyjnego celem jest wyznaczenie współczynnika przyciągania ziemskiego. W przypadku wahadła torsyjnego natomiast wyznaczenie współczynnika sprężystości.

Opis wykonania doświadczenia

Wahadło rewersyjne:

  1. Zmierzenie odległości pomiędzy osiami wahadła

  2. Ustawienie ciężarka nr. 1 w odległości równej połowie odległości od osi

  3. Ustawienie ciężarka nr. 2 jak najbliżej jednej z osi

  4. Pomiar długości 20 okresów drgań wahadła względem jednej i drugiej osi. Zmiana odległości ciężarka nr.2 od osi. Czynność należy powtórzyć aż do osiągnięcia jak najbardziej zbliżonych okresów drgań względem jednej i drugiej osi.

Wahadło torsyjne:

  1. Dokładne zmierzenie średnic ciężarków

  2. Jak najdokładniejsze zważenie ciężarków

  3. Zmierzenie rozstawu osi, na których są umieszczane ciężarki

  4. Zmierzenie długości pręta.

  5. Zmierzenie średnicy pręta w kilku miejscach (ok. 10)

  6. Pomiar długości ok. 20 okresów drgań wahadła dla różnych ilości ciężarków.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Badanie wahadła skrętnego, Studia, Pracownie, I pracownia, 7 Badanie drgań wahadła skrętnego {torsyj
Drgania tlumione wahadlo, Fizyka, FIZYKA, Fizyka ćwiczenia Miszta, Fizykaa, LabFiz1 od izki, LabFiz1
ćw ?danie drgań wahadła sprężynowego Prawo Hooke'a
Wyznaczanie przyspieszenie ziemskiego za pomocą wahadła matematycznego
Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła pros, Fizyka
Fizyka 1, AGH, i, Laborki, Laborki, Lab, FIZYKA - Laboratorium, WAHADŁA FIZYCZNE
Wahadlo matematyczne, Studia, pomoc studialna, Fizyka- sprawozdania
Wahadło matematyczne, budownictwo studia, fizyka, wahadło matematyczne
OII04 Wyznaczanie logarytmicznego dekrementu tlumienia przy pomocy wahadla fizycznego
origin dopasowanie gausem na przykladzie wahadla matematycznego
wahadło, Fizyka
wahadlo torsyjne, Akademia Morska, I semestr, FIZYKA, Fizyka - Laboratoria
Ćwiczenie 1 Wahadło Fizyczne Wyniki Pomiarów I Wnioski
wahadło matematyczne
POMIAR PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO METODA WAHADŁA POPRAWIONA
1 Wyznaczanie wartości przyspieszenia ziemskiego g przy użyciu wahadła matematycznego instr przys
wahadło Maxwella
19 Wyznaczanie przyśpieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnegoid205

więcej podobnych podstron