Лабораториялық жұмыс 1.4
Математикалық маятник көмегiмен ауырлық күшiнiң үдеуiн анықтау
Жұмыстың мақсаты: математикалық маятник көмегiмен еркiн түсу
үдеуiн анықтау.
Құрал-жабдықтар: Математикалық маятник, электрлi секундомер
өлшеуiш және сантиметрлiк сызғыш.
Қысқаша теория
Еркiн түсу үдеуi әр түрлi әдiстермен өлшенедi. Берiлген жұмыста ол математикалық маятник көмегiмен анықталады.
Математикалық маятник – бұл созылмайтын салмақсыз жiпке iлiнген және ауырлық күшiнiң әсерiнен тербелетiн, массасы материялық нүктеден тұратын идеалдандырылған жүйе. Математикалық маятниктiң ең жақсы мысалы жiңiшке ұзын жiпке iлiнген кiшкене ауыр шар. Өзiне iлiнген жүгiмен бiрге вертикаль орналасқанда маятник тыныштық күйде делiнедi. Бұл оның тепе-теңдiк күйi (1,а сурет).
Егер маятниктi, мысалы А күйiне дейiн ауытқытса, онда ол тербелiс жасай бастайды. Тепе-теңдiк жағдайында жiпке iлiнген жүкке
ауырлық күшi және керiлген жiптiң Серпiмдiлiк күшi әсер етедi. Маятник тыныштықта болса, бұл күштер бiрiн-бiрi теңгередi.
Сурет 1
Егер маятниктi тепе-теңдiк күйiнен кiшкене бұрышқа ауытқытса жүкке әлi де сол және күштерi әсер етедi, бiрақ ендi бұл күштер тепе-тең болмайды. Бұл жағдайда ауырлық күшi екi құраушыға жiктеледi, оның бiрi жiптiң керiлу күшiн теңгеретiн және оның бойымен бағытталатын екiншiсi маятниктi тепе-теңдiк күйiне қайтаруға тырысатын, жiпке
перпендикуляр бағытталған күшi (2 сурет).
Маятниктiң тепе-теңдiк жағдайынан ауытқыған кездегi АС доғасының ұзындығы ығысу деп аталады. Егер А-дан С-ға қарайғы ығысуды оң ал А-дан В-ға дейiнгiсiн терiс деп есептесек, онда күшi ығысуға қарсы бағытталады және өте аз бұрыштарда (50-60) ығысуға пропорционал болады:
(1)
мұндағы -пропорционалдық коэффициент;
-ығысу (Ас доғасының ұзындығы).
Теориядан массасы материалдық нүктенiң мұндай керi қайтарушы күштiң әсерiнен тербелiс периоды күшпен төмендегiдей өрнекпен байланысқан, гармониялық тербелмелi қозғалыс жасайтыны белгiлi:
(2)
2-сурет
және (2) өрнектерiн теңестiрiп және аз бұрыштарда
мұндағы =OA=OC -математикалық маятниктiң ұзындығы, ескере отырып, алатынымыз:
Достарыңызбен бөлісу: |