Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně



Podobné dokumenty
I Mechanika a molekulová fyzika

2 i i. = m r, (1) J = r m = r V. m V

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Úloha 2: Měření modulu pružnosti v tahu a ve smyku. Abstrakt

Měření tíhového zrychlení matematickým a reverzním kyvadlem

MOMENT SETRVAČNOSTI 2009 Tomáš BOROVIČKA B.11

Měření momentu setrvačnosti

Mechanicke kmita nı a vlneˇnı

Fyzikální praktikum 1

Měření momentu setrvačnosti z doby kmitu

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta technologická Ústav fyziky a materiálového inženýrství

ZÁKLADY FYZIKÁLNÍCH MĚŘENÍ FJFI ČVUT V PRAZE. Úloha 5: Měření tíhového zrychlení

Termistor. Teorie: Termistor je polovodičová součástka, jejíž odpor závisí na teplotě přibližně podle vzorce

Spolupracovník/ci: Téma: Měření setrvačné hmotnosti Úkoly:

3.1.7 Kyvadlo. Předpoklady: 3106

(3) Vypočítejte moment setrvačnosti kvádru vzhledem k zadané obecné ose rotace.

PRAKTIKUM I Mechanika a molekulová fyzika

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium Studijní program Fyzika obor Učitelství fyziky matematiky pro střední školy

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Měření Poissonovy konstanty vzduchu. Abstrakt

STANOVENÍ TÍHOVÉHO ZRYCHLENÍ REVERZNÍM KYVADLEM A STUDIUM GRAVITAČNÍHO POLE

MĚŘENÍ MOMENTU SETRVAČNOSTI Z DOBY KYVU

Pohyb elektronu ve zkříženém elektrickém a magnetickém poli a stanovení měrného náboje elektronu

Modelování kmitavých soustav s jedním stupněm volnosti

Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Fyzikální praktikum 2

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE

Točivý moment a jeho měření. Tematický celek: Síla. Úkol:

Teoretické úlohy celostátního kola 53. ročníku FO

Praktická úloha celostátního kola 48.ročníku FO

1. Změřte momenty setrvačnosti kvádru vzhledem k hlavním osám setrvačnosti.

Experimenty s textilem ve výuce fyziky

1. Několika různými metodami změřte hodnotu tíhového zrychlení. 2. Zjištěný údaj porovnejte s předpokládanou hodnotou.

Technická mechanika - Statika

PRAKTIKUM II. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úlohač.19 Název: Měření s torzním magnetometrem

Úloha č. 5. Měření zvětšení lupy a mikroskopu

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE

5. Stanovení tíhového zrychlení reverzním kyvadlem a studium gravitačního pole

Abstrakt: Úloha seznamuje studenty se základními pojmy geometrické optiky

FYZIKA I. Kyvadlový pohyb. Prof. RNDr. Vilém Mádr, CSc. Prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D. Doc. Ing. Irena Hlaváčová, Ph.D. Mgr. Art.

Mechanické kmitání - určení tíhového zrychlení kyvadlem

Laboratorní práce č. 1: Určení výtokové rychlosti kapaliny

Měření tíhového zrychlení reverzním kyvadlem

Výtok kapaliny otvorem ve dně nádrže (výtok kapaliny z danaidy)

L A B O R A T O R N Í C V I Č E N Í Z F Y Z I K Y

L a b o r a t o r n í c v i č e n í z f y z i k y

na tyč působit moment síly M, určený ze vztahu (9). Periodu kmitu T tohoto kyvadla lze určit ze vztahu:

1 Veličiny charakterizující geometrii ploch

Program: Analýza kinematiky a dynamiky klikového mechanismu čtyřdobého spalovacího motoru

6. T e s t o v á n í h y p o t é z

Veličiny charakterizující geometrii ploch

Vlny v trubici VUT FSI v Brně

2. Fyzikální kyvadlo (2.2) nebo pro homogenní tělesa. kde r je vzdálenost elementu dm, resp. dv, od osy otáčení, ρ je hustota tělesa, dv je objem

6.1 Základní pojmy Zákonné měřicí jednotky.

TÍHOVÉ ZRYCHLENÍ TEORETICKÝ ÚVOD. 9, m s.

Proudění viskózní tekutiny. Renata Holubova

Úvodní opakování, kladná a záporná čísla, dělitelnost, osová a středová souměrnost

plynu, Měření Poissonovy konstanty vzduchu

ZAPOJENÍ REZISTORŮ VEDLE SEBE

3. Vypočítejte chybu, které se dopouštíte idealizací reálného kyvadla v rámci modelu kyvadla matematického.

2.1 Stáčivost v závislosti na koncentraci opticky aktivní látky

PRAKTIKUM I. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úloha č. 11 Název: Dynamická zkouška deformace látek v tlaku

Kalorimetrická měření I

Technologie výroby ozubení II.

1. Stanovení modulu pružnosti v tahu přímou metodou

Inovace předmětů studijních programů strojního inženýrství v oblasti teplotního namáhání

Praktikum I Mechanika a molekulová fyzika

17. března Optická lavice s jezdci a držáky čoček, světelný zdroj pro optickou lavici, mikroskopický

CVIČENÍ 3: VODNÍ PROVOZ (POKRAČOVÁNÍ), MINERÁLNÍ VÝŽIVA. Pokus č. 1: Stanovení celkové a kutikulární transpirace listů analýzou transpirační křivky

Název: Studium kmitání matematického kyvadla

ZOL, ZTL SIGMA PUMPY HRANICE ZUBOVÁ MONOBLOKOVÁ ÈERPADLA

Kmitavý pohyb trochu jinak

Řešení úloh 1. kola 60. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie B Autoři úloh: J. Thomas (1, 2, 3, 4, 5, 7), M. Jarešová (6)

INSTITUT FYZIKY VŠB-TU OSTRAVA Číslo práce

MOMENT SETRVAČNOSTI. Obecná část Pomocí Newtonova pohybového zákona síly můžeme odvodit pohybovou rovnici pro rotační pohyb:

SOUSTRUŽENÍ VNĚJŠÍCH VÁLCOVÝCH PLOCH S OSAZENÍM

Elektrotechnická měření - 2. ročník

5. Pro jednu pružinu změřte závislost stupně vazby na vzdálenosti zavěšení pružiny od uložení

6. Střídavý proud Sinusových průběh

ASTRO Keplerovy zákony pohyb komet

ZAPOJENÍ REZISTORŮ ZA SEBOU

Geodetické polohové a výškové vytyčovací práce

Bezkontaktní měření vzdálenosti optickými sondami MICRO-EPSILON

( ) Úloha č. 9. Měření rychlosti zvuku a Poissonovy konstanty


Obrázek 1: Schema čtyřbodového zapojení (převzato z [1]) 2. Změřte odpor šesti drátů Wheatstoneovým a Thomsonovým můstkem Metra - MTW.

5. VZORKY. Obsah. 5.1 Vzorky 5. VZORKY 52

Projekty do předmětu MF

Fyzikální praktikum č.: 2

Měření momentu setrvačnosti prstence dynamickou metodou

LINEÁRNÍ JEDNOTKY LJHR ECO

Studium kladného sloupce doutnavého výboje pomocí elektrostatických sond: jednoduchá sonda

2. Přečtěte zapsaná desetinná čísla 0,27; 1,4; 1,57; 0,729; 2,4; 128,456; 0,005; 0,7; 12,54; 0,034; 100,001; 0,1

Distribuční funkce je funkcí neklesající, tj. pro všechna

HYDROSTATICKÝ TLAK. 1. K počítači připojíme pomocí kabelu modul USB.

Obsah. 2 Moment síly Dvojice sil Rozklad sil 4. 6 Rovnováha 5. 7 Kinetická energie tuhého tělesa 6. 8 Jednoduché stroje 8

Teoretické řešení střech (Josef Molnár, Jana Stránská, Diana Šteflová) 1. Všeobecné poznatky

KULOVÁ ZRCADLA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - Septima

Laboratorní úloha č. 3 Spřažená kyvadla. Max Šauer

SCLPX 07 2R Ověření vztahu pro periodu kyvadla

( r ) 2. Měření mechanické hysterezní smyčky a modulu pružnosti ve smyku

GRAVITAČNÍ SÍLA A HMOTNOST TĚLESA

37. PARABOLA V ANALYTICKÉ GEOMETRII

Transkript:

Univerzita omáše Bati ve Zíně LABORAORNÍ CVIČENÍ Z FYZIKY II Název úohy: Měření tíhového zrychení reverzním a matematickým kyvadem Jméno: Petr Luzar Skupina: I II/1 Datum měření: 3.října 007 Obor: Informační technooie Datum odevzdání: *** Příohy: 0 Zadání: a) Určete tíhové zrychení při použití reverzního kyvada. b) Určete tíhové zrychení při použití matematického kyvada Použité přístroje: Reverzní kyvado, stopky, posuvné měřítko, dřevěné měřítko děené na miimetry, miimetrový papír. Závažíčko, nit, stopky, dřevěné měřítko děené na miimetry, nůžky. eorie: Pro dobu kmitu fyzického kyvada patí J π, () md kde J je moment setrvačnosti vzhedem k ose jdoucí závěsem, m hmotnost kyvada, d vzdáenost osy od těžiště a je tíhové zrychení. Déka matematického kyvada, které by kývao se stejnou dobou kmitu, se nazývá redukovaná déka fyzického kyvada. Naneseme-i na spojnici osy a těžiště tuto redukovanou déku od osy, dostaneme bod, pro který, jakožto osu, bude doba kmitu fyzického kyvada stejná jako pro první osu. ento bod se nazývá střed kmitu. Naezneme-i tedy na fyzickém kyvade takové dvě osy, pro které je doba kmitu stejná, rovná se jejich vzdáenost redukované déce fyzického kyvada a ze vzorce π (3) vypočteme tíhové zrychení 4 π. (4) Vztahy () a (3) patí přesně jen pro maý rozkyv (< 5 o ). Protože vzdáenost os (vzdáenost břitů) na reverzním kyvade je pevná, hedáme takovou poohu posuvného závaží, pro kterou je doba kmitu koem obou os stejná. Vzdáenost břitů je pak rovna redukované déce kyvada.

1 1,4 1,3 1 /s 1, 1,1 1 a a 0 1 1 3 5 7 9 11 13 15 a/cm Obr. 1 Obr. Popis měření: Fyzické kyvado Hedat správnou poohu posuvného závaží zkusmo by byo vemi obtížné. Proto postupujeme takto: závaží upevníme na okraji tyče, např. v horní pooze. Změříme někoikrát po sobě dobu 10 kmitů a určíme dobu jednoho kmitu. Posuneme závaží o definovanou déku (10-0 mm) a měření opakujeme pro aespoň 5 pooh závaží. Kyvado otočíme závažím doů a provedeme stejná měření. Pro danou poohu závaží vždy určíme dobu kmitu 1. Do rafu (obr. ) vyneseme závisost 1, na vzdáenosti závaží od okraje tyče a. Průsečík obou závisostí určuje hedanou poohu a 0 závaží, při níž kyvado kývá v obou poohách se stejnou dobou kmitu. Závaží nastavíme do určené poohy a 0 a měříme opakovaně dobu 10 kmitů v horní i doní pooze závaží. Určíme dobu jednoho kmitu v pooze doní 1 a horní. Jako správnou hodnotu doby kmitu bereme průměr hodnot 1 a. Liší-i se 1 a více než o chybu měření času, to je asi ±0,5 s, musíme závaží znovu nastavit (opravíme raf, případně změříme některé hodnoty znovu). Vzdáenost břitů měříme měřítkem děeným na miimetry, a to v různých poohách kyvada vzhedem k měřítku. Na měřítku odečteme poohy obou břitů, přičemž odhadujeme desetiny miimetru a dbáme na to, abychom se nedopouštěi paraaktické chyby. Matematické kyvado v aboratoři představuje závažíčko přivázané na pevné niti a zavěšené na závěsu pro reverzní kyvado. Měření připravíme tak, že odstřihneme 80-100 cm nitě, na jeden konec pevně přivážeme závažíčko a druhý konec nitě upevníme těsně koem závěsu, aby bya definována osa otáčení. Závažíčko vychýíme z rovnovážné poohy o maou výchyku (~ 5 o ), uvoníme a někoikrát změříme dobu 50 kmitů. Změříme opakovaně déku L (obr. 3). L Obr. 3

Zpracování výsedků: Ze vztahu (4) vypočtěte tíhové zrychení a to z měření reverzním i matematickým kyvadem. je doba jednoho kmitu a za déku dosaďte u matematického kyvada L +. Korekce vyrovnává skutečné umístění těžiště závažíčka. Hodnota je uvedena na stojanu. Porovnejte hodnoty z měření reverzním a matematickým kyvadem navzájem i s teoretickou hodnotou. Vypracování: Naměřené hodnoty reverzním kyvadem: Horní pooha závaží na kyvade Spodní pooha závaží na kyvade pohoha a [mm] 0 10 0 30 40 70 90 čas [s] čas [s] pohoha a [mm] 10 kmitů Průměr 1 kmit 10 kmitů Průměr 1 kmit 4,68 0,19 4,97 4,79,48 0 0,09 0,17,0 4,7 0,,75 19,96,19,46,5 10 19,97 19,98,00,44 0,01 1,41 19,88 1,53 1,4,14 0 19,85 19,87 1,99 1,31 19,87,01 19,71 1,97 1,95,0 30 19,77 19,74 1,97 1,88 19,75 0,7 19,59 0,8 0,77,08 40 19,84 19,7 1,97 0,78 19,7 18,68 19,34 18,7 18,7 1,87 70 19,37 19,34 1,93 18,76 19,3 17,85 19,19 17,79 17,8 1,78 90 19,5 19,4 1,9 17,83 19,8

7,00 5,00 3,00 1,00 1 19,00 17,00 15,00 0 0 40 60 80 100 Pooha 59mm 1 3 Průměr Horní pooha [s] Doní pooha [s] Déka kyvada od hrotů: 0,955±0,000 1+ 1,954 ± 0,008s Výpočet tíhového zrychení pomocí vzorce: Směrodatná odchyka 10 kmitů 19,60 19,560 19,690 19,63 0,053 1 kmit 1,96 1,956 1,969 1,96 0,005 10 kmitů 19,410 19,560 19,410 19,460 0,071 1 kmit 1,941 1,956 1,941 1,946 0,007 11,96±0,005s; 1,976±0,007s 4 π 9,875 m/s Výpočet střední chyby pomocí vzorce: 0,00654m / s f 1,954 [ σ () ] + [ σ ( )] 3 [ σ () ] + ( 8π )[ σ ( )] 3 [ 0,000] + ( 8π 0,955 1,954 ) [ 0,008] f íhové zrychení určené reverzním kyvadem: (9,875 ± 0,006) m/s

Naměřené hodnoty matematickým kyvadem: Pooha a 800 Pokus 50 kmitů [s] 1 kmit [s] Průměr 1 89,880 1,798 90,100 1,80 3 90,080 1,80 Směrodatná odchyka 1,800 0,00 Průměrná doba kmitu: 1+ + 3 1,800±0,00 s 3 Déku kyvada jsem si urči 800mm Pomocí vzorce L+ 0,800+0,010,800±0,0005 mm ( 10mm) Výpočet tíhového zrychení pomocí vzorce: 4π 4. π *800 9,7480 m/s 1,800 Výpočet střední chyby pomocí vzorce: 0,0005m / s 1,800 3 [ σ () ] + ( 8π )[ σ ( )] 3 [ 0,0005] + ( 8π 0,800 1,800 ) [ 0,00] íhové zrychení určené matematickým kyvadem: (9,7480 ± 0,0005) m/s Vyhodnocení: Při měření na reverzním kyvade jsem zjisti, že tíhové zrychení je (9,875 ± 0,006) m/s a na matematickém kyvade (9,7480 ± 0,0005) m/s. eoretická hodnota na 45 severní šířky činí 9,80665 m/s², výsedky se tedy od sebe nepatrně iší. Rozdíy mezi naměřenými hodnotami a teoretickou hodnotou, mohi byt způsobeny vychýením kyvada o více než 5 nebo nepřesnou dobou měření.