Методичні вказівки до лабораторного практикуму з фізики Розділ „Коливання та хвилі”. Частина 1

 

Методичні вказівки до лабораторного практикуму з фізики розділ „Коливання та хвилі”. Частина 1. Для студентів інженерно-технічних спеціальностей денної форми навчання. / Укладачі: В. К. Манько, М. І. Правда, С. П. Лущін, С. В. Сейдаметов. – Запоріжжя: ЗНТУ, 2011. – 65 с.

Укладачі:

доценти кафедри фізики В. К. Манько

М. І. Правда

С. П. Лущін

 

 

Вступ 

Introduction 

1. Лабораторна робота № 41. Пружинний маятник 

1.1. Теоретична частина 

1.2. Практична частина 

Контрольні запитання 

Література 

2. Laboratory work № 41. Spring pendulum 

2.1. Theory 

2.2. Order of execution 

Questions 

3. Лабораторна робота № 42. Математичний маятник 

3.1. Теоретична частина 

3.2. Практична частина 

Контрольні запитання 

Література 

4. Laboratory work № 42. Mathematical pendulum 

4.1. Short theory 

4.2. Experimental part 

Control questions 

5. Лабораторна робота № 43. 1. Фізичний маятник

5.1. Теоретична частина 

5.2. Практична частина 

Контрольні запитання 

Література 

6. Laboratory work № 43. 1. Physical pendulum 

6.1. Theoretical part 

6.2. Work procedure 

Control questions 

Literature 

7. Лабораторна робота № 43. 2. Коливання стержня 

7.1. Теоретична частина 

7.2. Практична частина 

Контрольні запитання 

Література 

8. Laboratory work № 43. 2. Oscillation of peg 

8.1. Theoretical part 

8.2. Practical part Control questions 

Literature 

9. Лабораторна робота № 43. 3. Визначення приведеної довжини

фізичного маятника 

9.1. Теоретична частина 

9.2. Практична частина 

Контрольні запитання 

Література 

10. Laboratory work № 43. 3. Determination of the resulted length of physical pendulum 

10.1. Theoretical part 

10.2. Practical part 

Control questions 

Literature 

11. Лабораторна робота № 43. 4. Оборотний маятник 

11.1. Теоретична частина 

11.2. Практична частина 

Контрольні запитання 

Література 

12. Laboratory work № 43. 4. Circulating pendulum 

12.1. Experimental setting description 

12.2. Theoretical part 

12.3. Practical part 

Control questions 

Інструкція з охорони праці

Частина 2

 

 

Основна спрямованість методичних вказівок з предмету фізика – дати можливість студентам за допомогою досліду вивчити важливі фізичні явища. Опис лабораторних робіт не претендує на те, щоб створити у студентів повне уявлення про явища, які вивчаються. Таке уявлення може виникнути лише внаслідок опрацювання лекцій та підручників.

Велика увага в методичних вказівках з фізики для студентів технічних спеціальностей приділяється обробленню результатів вимірювання. Для успішного виконання робіт необхідна попередня самостійна підготовка, в першу чергу теоретична.

Кожна лабораторна робота розрахована на дві академічні години занять у лабораторії. Перед заняттям студент повинен підготувати протокол лабораторної роботи, вивчивши відповідний теоретичний матеріал.

Під час заняття студенти проводять необхідні виміри, виконують розрахунки, доводять звіт до висновку. Результати вимірювання обговорюються з викладачем і затверджуються.

Повністю оформлений звіт по лабораторній роботі потрібно подати викладачу до кінця заняття. Він повинен містити: титульну сторінку, номер лабораторної роботи та її назву, перелік приладів і приладдя, мету роботи, схему установки, розрахункові формули, таблицю результатів вимірів і розрахунки, висновки за результатами роботи. Графіки повинні бути виконані на міліметровому папері.

Якщо студент не встигає захистити лабораторну роботу до кінця заняття, дозволяється оформити звіт (графіки) з використанням комп’ютерних програм (Excel, Origin) до наступного заняття.

Лабораторна робота вважається виконаною після успішно проведеного захисту шляхом співбесіди студента з викладачем (захист звіту + оцінка за теоретичний матеріал).

Захист звіту: мета роботи + експериментальна методика + висновки.

Теоретичний матеріал: знання фізичних явищ, які вивчалися у даній лабораторній роботі (закони, формули).

 

 

Мета роботи: вивчення законів коливання пружинного маятника.

Завдання: а) визначити прискорення вільного падіння;

 б) експериментально перевірити теоретичну формулу періоду коливання пружинного маятника.

Прилади і обладнання: пружина, комплект тягарців, секундомір, лінійка.

Експериментальна установка (рис. 1. 1) складається із кронштейна 1, на якому закріплена пружина 2 з державкою 4 та тягарців 3. Деформація пружини вимірюється лінійкою 5, а час коливань маятника – секундоміром 6.

 

 

Пружинний маятник (рис. 1. 2) – це тіло підвішене на пружині. При виведенні його із положення рівноваги xo на відстань x виникає сила пружності F, яка за законом Гука дорівнює F = -kx, де k – жорсткість пружини. Ця сила надає тілу прискорення

Розглянемо характеристики гармонічних коливань.

Амплітуда Ао – найбільше відхилення точки від положення рівноваги,

Циклічна частота коливань   – (1. 5)

це кільксть коливань за 2π секунд.

Період коливань   – (1. 6)

це час одного повного коливання, або час, за який фаза коливання змінюється на 2π.

Частота коливань   – (1. 7)

це кількість