Určení setrvačné hmotnosti tělesa mechanickým oscilátorem

ÚKOL:
Určit setrvačnou hmotnost tělesa měřením periody mechanického oscilátoru a určit tuhost pružiny.

POMŮCKY:
Pružina, sada závaží s háčkem, délkové měřidlo, stativ s držákem pružiny a měřidla, těleso neznámé hmotnosti, stopky.

POSTUP:
Pružinu upevníme na držák stativu a pomocí délkového měřidla zjistíme délku pružiny. (Značíme jako l1). Na pružinu zavěsíme dvě závaží (jejich hmotnost je 100g) a změříme délku pružiny (značíme jako l2). Z těchto dvou údajů vypočítáme prodloužení pružiny (značíme ∆l).

∆l = l1 – l2
∆l = 0,30m – 0,11m
∆l = 0,19m

Dále si vypočítáme velikost tíhové síly (značíme FG), která způsobila prodloužení pružiny (značíme ∆l) a určíme tuhost pružiny (značíme k).

k = FG : ∆l
k = (m . g ) : ∆l
k = (0,1 kg . 9,81 m . s-2) : 0,19 m
k = 5,163

Na pružinu zavěsíme těleso neznámé hmotnosti a mírným protažením pružiny těleso rozkmitáme. Stopkami změříme dobu, za kterou těleso vykoná 20 kmitů. Měření opakujeme desetkrát.

Měření číslo 1 12´87´´
Měření číslo 2 12´90´´
Měření číslo 3 12´81´´
Měření číslo 4 12´25´´
Měření číslo 5 12´85´´
Měření číslo 6 12´22´´
Měření číslo 7 12´94´´
Měření číslo 8 12´93´´
Měření číslo 9 12´94´´
Měření číslo 10 12´85´´

Z těchto naměřených hodnot si spočítáme průměrnou periodu kmitavého pohybu T. (Všechny hodnoty sečteme a vydělíme je počtem měření).

T = 127,56 : 10
T = 12,76 s

20 : T = 20 : 12,76 = 1,568

Z toho si nadále spočítáme periodu kmitavého pohybu T.

T = 1 : f
T = 1 : 1,568
T = 0,638 s

A ze vztahu pro periodu kmitavého pohybu T si vyjádříme hmotnost m.

T = 2π . √m : g
m = T2 . (k : 4π2)
m = 0,6382 . (5,163 : 4π2)
m = 53,23g

ZÁVĚR:
Hmotnost neznámého tělesa, (které v našem případě představovalo závaží o hmotnosti 50g) je 53,23g. Při provádění pokusu mohlo dojít k odchylkám měření způsobené především lidským faktorem (rychlé nebo pomalé zmáčknutí spínače stopek) či jinou nepřesností.

Hodnocení referátu Určení setrvačné hmotnosti tělesa mechanickým oscilátorem

Líbila se ti práce?

Podrobnosti

  23. prosinec 2007
  3 180×
  306 slov

Komentáře k referátu Určení setrvačné hmotnosti tělesa mechanickým oscilátorem