Жұмыстың мақсатты
жүктеу/скачать 26.33 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Теориядан қысқаша мәліметтер
- Жұмыстың орындалу ретті.
|
2 Зертханалық жұмыс Математикалық маятниктің компьютерлік моделі. Жұмыстың мақсатты:Математикалық маятниктің компьютерлік моделімен периодын есептеу.Жүргізілген эксперимент нәтижелерін өңдеу. Құрал жабдықтар: https://phet.colorado.edu/en/simulations/projectile-motion Теориядан қысқаша мәліметтер Phet бағдарламасында математикалық маятник модельдерін жасау үшін арнайы симуляцияларды пайдалана аласыз. Математикалық маятник – бұл серпімді байланыс арқылы ілінген және теңгерімді күйге оралуға тырысатын дене. Phet сайтында осы тақырыпқа қатысты симуляцияны пайдалану арқылы математикалық маятниктің қозғалысын зерттеуге болады. Математикалық маятниктің компьютерлік моделін жасау үшін келесі физикалық принциптер мен математикалық теңдеулерді қолдануға болады. Мұндай модель маятниктің тербелісін және динамикасын сипаттайды. Математикалық маятник – бұл идеализованған маятник, ол мына компоненттерден тұрады: Жіп немесе сілтеме, ол түзу және салмағы жоқ.Салмақ (немесе дене), жіптің соңында орналасқан. Маятник қарапайым тербеліс жасаған кезде оның қозғалысы негізгі физикалық заңдарға бағынады: Гравитацияның әсері (g ≈ 9.81 м/с²) Маятниктің ұзындығы (L) Бастапқы бұрыш θ₀) Математикалық маятник тербелісінің формуласын қорытып шығарайық. Маятник тербеліп тұрғанда жүк АВ доғасының бойымен Fқ кері қайтарушы, яғни қорытқы күштің әрекетінен үдеумен қозғалады. Бұл күштің шамасы қозғалыс кезінде өзгеріп отырады. Ал дененің мұндай тұрақсыз күштің әрекетінен қозғалысын есептеу өте күрделі. Сондықтан есептеуді жеңілдету үшін біз былай жасаймыз: маятникті бір жазықтықта тербелтпей, жүк шеңбер бойымен қозғалатындай етіп, оны конус сызуға мәжбүр етеміз. Маятниктің айналу периоды оның тербеліс периодына тең болады: Тайн = Ттер = Т . Конустық маятниктің айналу периоды жүк сызатын шеңбердің ұзындығын сызықтық жылдамдыққа бөлгенге тең: T=2πR/ν Ал маятник вертикаль күйінен шамалы ғана ауытқитын болса, амплитуда аз болғанда, қорытқы күш шеңбердің ВС радиусы бойымен бағытталады деп есептеуге болады. Бұл жағдайда қорытқы күш центрге тартқыш күшке тең: Екінші жағынан, ОВС және BDE үшбұрыштарының ұқсастығынан: BE : BD = CB : ОС немесе F: mg = R : l, бұдан F=mgR/l F күшінің осы екі өрнегін теңестіре отырып aлатынымыз: Осыны T периодтың өрнегіне қойып, мынаны табамыз: T= Сөйтіп, математикалық маятниктің тербеліс периоды g еркін түсу үдеуі мен маятниктің I ұзындығына ғана тәуелді болады. Алынған формула маятниктің тербеліс периоды оның массасы мен тербеліс амплитудасына (ол өте аз болғанда) емес, тек маятниктің I ұзындығы мен g еркін түсу үдеуіне ғана тәуелді болатынын көрсетеді. Жұмыстың орындалу ретті. 1.Phet веб-сайтына кіру: Phet веб-сайтына (phet.colorado.edu) кіріңіз. 2.Симуляцияны іздеу:«Pendulum» немесе «Pendulum Lab» деп аталатын симуляцияны іздеңіз. Бұл симуляция маятниктің қозғалысын зерттеуге мүмкіндік береді. 3.Симуляцияны ашу:Таңдаған симуляцияны ашыңыз. 4.Параметрлерді орнату:Length (Ұзындық): Маятниктің жіп немесе стержень ұзындығын реттеңіз. Mass (Массасы): Маятниктің салмағын орнатыңыз. Angle (Бұрыш): Маятник бұрышын орнатыңыз, яғни бастапқы бұрышты таңдаңыз. Gravity (Гравитация): Гравитацияның әсерін бақылаңыз (әдетте бұл параметр тұрақты және өзгермейді). 5.Маятникті бақылау:Симуляцияны іске қосыңыз. Маятниктің қозғалысын бақылап, оның перипетиясын (тербелісін), амплитудасын және басқа параметрлерді көріңіз. 6.Нәтижелерді талдау:Маятниктің тербеліс периодын, амплитуданы, және басқа қозғалыс параметрлерін зерттеңіз.Графиктер мен диаграммаларды қарап, маятниктің қозғалысының сипаттамаларын түсініңіз. 7.Қорытынды жасау:Маятниктің қозғалыс заңдылықтарын зерттеу арқылы оның тербелісінің периоды мен амплитудасы арасындағы байланысты түсініңіз. жүктеу/скачать 26.33 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|