多功能摆的设计与研究20140224_第1页
多功能摆的设计与研究20140224_第2页
多功能摆的设计与研究20140224_第3页
多功能摆的设计与研究20140224_第4页
多功能摆的设计与研究20140224_第5页
已阅读5页,还剩15页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

多功能摆的设计与研究华中科技大学物理实验中心2014年制作背景介绍

摆动是最基本的物理现象,摆是物理实验最简单和基本的实验装置。在日常生活、工业生产、科学研究各个领域中,人们已研制出形态千差万别、功能各不相同的摆,例如:单摆、双线摆、三线摆、振动摆、扭摆、弹簧摆、冲击摆、复摆、倒立摆、圆锥摆、电磁摆、混沌摆等等。根据摆的基本原理设计出来的各种精密仪器和装备,为科学的发展和社会的进步作出了显著的贡献,例如,葛氏扭摆内耗仪、凯特摆、傅科摆等。背景介绍

1573年伽利略发现了摆的等时性原理,指出摆的周期与摆长的平方根成正比,而与摆的质量和材料无关,为后来摆钟的设计与制造奠定了基础。1673年,荷兰科学家惠更斯制造的惠更斯摆钟就运用了摆的等时性原理。西方工艺家们把摆的等时性原理用于时钟上,作为稳定的计时器,使机械钟能够指示出秒,从而将计时精度提高了近100倍。虽然根据牛顿力学的原理,可以得到有关单摆振动特性的全面特性,单摆作为一个最经典的实验,仍然是众多形形色色、用途各异的精密摆的基础,它不仅在学生进行科学实验训练方面有很大作用,在科学研究和精密仪器设计等各个方面均有重要价值。实验目的1.根据误差均分原理,对单摆法测g进行实验设计和仪器选配。2.研究单摆运动规律,用单摆法测量本地重力加速度。3.研究扭摆运动规律,用扭摆法测量钢丝的切变模量。4.学会用不确定度方法分析和评定实验结果。实验原理单摆:理想的单摆应该是一根没有质量,没有弹性的线,系住一个没有体积的质点,在真空中纯粹由于重力的作用,在与地面垂直的平面内作摆角趋于零的自由振动。由于作简谐振动,其周期为:实验原理

考虑空气浮力及摆角不为零等因素,单摆周期公式应为:实验精度要求:2.根据精度要求,设计实验方案本实验中单摆的相关参数为:l≈45.00cm,d≈20.0mm,因此周期估计T≈1.3s,可以得到摆长、周期测量的误差应满足:因此,摆长用米尺测量足已。(米尺最小分度为0.1cm)根据累计放大测量方法,同时估计测量者开、停秒表的反映时间近似为0.2秒,应该测量的周期倍率(周期数)为:实验中若测量60倍周期,足以保证要求的不确定度。实验原理本实验实际使用公式:式中l

为图中所示线长,d为钢球直径.实验原理扭摆:由一长度L、直径D的细金属棒(丝)的上端固定,下端联结一转动惯量I的物体,以金属棒为轴将物体扭转一小角度后松开,物体将左右扭动的装置。根据刚体力学原理及弹性特性,扭摆的周期T为:式中G金属丝的切变模量,利用转动惯量求和原则及平行轴定理

L是钢丝长度,M是两个钢球的总质量;D是钢丝的直径;表示钢球位于1孔处其扭转半径为

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论