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文档简介
PhysicalLabReport:HarmonicOscillator
Writer:Partner:
Experimentdate:26.9.2012&10.10.2012
Reportdate:13.10.2012
ⅠGoaloftheexperiment
1.Getfamiliarwiththeairtrack,Jonly
balance,andtimingmeasurementdevice.
2.DosomefundamentalexperimentstocheckoutseveralrelationsaboutHarmonicOscillator.
ⅡPrincipleoftheexperiment
1.Formula,,,
2.Iftwospringswithspringconstantsk1andk2,attachingtobothsidesofanobject.,thenthefinalk=k1+k2
ⅢMeasurements
Thesamestepsreferredinthepassage“HarmonicOscillator”teachergaveus.
ⅣExperimentaldataandanalysis
1.Measurementofspringconstants
Experimentaldata:
K1
m/g
4.83
9.61
14.4
19.23
24.09
X1/cm
6.21
6.21
6.21
6.21
6.21
X2/cm
8.22
10.48
12.52
14.72
16.72
K2
m/g
4.83
9.61
14.4
19.23
24.09
X1/cm
0.21
0.21
0.21
0.21
0.21
X2/cm
2.15
4.15
6.06
8.03
10.09
K3
m/g
4.83
9.61
14.43
19.22
24.09
28.92
X1/cm
3.38
3.38
3.38
3.38
3.38
3.38
X2/cm
5.41
7.52
9.62
11.62
13.7
15.81
Analysis(dataprocessingandgraph):
K1
m/kg
0.00483
0.00961
0.0144
0.01923
0.02409
△x/m
0.0201
0.0427
0.0631
0.0851
0.1051
mg/N
0.047334
0.094178
0.14112
0.188454
0.236082
Fromthegraph,weknowthatk1=2.2202N/m,andR2=0.9995showsthatmgand△xareverylinearlyrelative.
k2
m/kg
0.00483
0.00961
0.0144
0.01923
0.02409
△x/m
0.0194
0.0394
0.0585
0.0782
0.0988
mg/N
0.047334
0.094178
0.14112
0.188454
0.236082
Fromthegraph,weknowthatk2=2.3872N/m,andR2=0.9999showsthatmgand△xarequitelinearlyrelative.
K3
m/kg
0.00483
0.00961
0.01443
0.01922
0.02409
0.02892
△x/m
0.0203
0.0414
0.0624
0.0825
0.1033
0.1244
mg/N
0.047334
0.094178
0.141414
0.188356
0.236082
0.283416
Fromthegraph,weknowthatk3=2.2759N/m,andR2=0.9999showsthatmgand△xarequitelinearlyrelative.
2.Studytherelationshipbetweenoscillationperiodandthemassoftheoscillator
Experimentaldata
m/g
181.1
185.89
190.68
195.51
200.29
10T/ms
12634.1
12784.4
12940.5
13098.5
13251.2
ms/g
22.07
Analysis(dataprocessingandgraph)
M=m+ms/3
M/kg
0.188456667
0.193246667
0.198036667
0.202866667
0.207646667
1.596204828
1.634408834
1.674565403
1.715707023
1.755943014
T/s
1.26341
1.27844
1.29405
1.30985
1.32512
Fromthegraph,weknowthatT2andMarequitelinearlyrelative.And,so=8.3496N/m,wecanfigureoutk=4.7282N/m.
Andk1+k2=2.2202+2.3872=4.6074N/m,theerrorrateis2.62%,whichisacceptable.
3.Studytherelationshipbetweenoscillationamplitudeandperiod.
Experimentaldata:
m=192.41g
ms=22.07g
A/cm
10
20
30
35
40
50
10T/ms
12618.6
12617.3
12620.7
12622.1
12619.6
12615.1
Analysis(dataprocessingandgraph)
A/m
0.1
0.2
0.3
0.35
0.4
0.5
T/s
1.26186
1.26173
1.26207
1.26221
1.26196
1.26151
Fromthegraph,R2=0.0303saysthatAandThavelittlerelation.
4.Studytherelationbetweenvmax2andA2
Experimentaldata
m=192.41g
ms=22.07g
M=m+ms/3=199.77g
vmax/cm/s
48.8
96.52
143.27
166.94
190.84
239.23
A/cm
10
20
30
35
40
50
Analysis(dataprocessingandgraph)
0.01
0.04
0.09
0.1225
0.16
0.25
0.238144
0.93161104
2.05262929
2.78689636
3.64199056
5.72309929
Fromthegraph,wecanknowvmax2andA2arestrictlylinearlyrelative.
ⅤDiscussionandconclusion
Inthisexperiment,IhavebecomefamiliarwithsomeexperimentaldeviceandhavehadsomeresultsaboutHarmonicOscillator:
1.Thespringconstantsarek1=2.2202N/m,k2=2.3872N/m,k3=2.2759N/m.
2.Intherangeofpermittederrors,T2andMarelinearlyrelative.
3.Intherangeofpermittederrors,AandThavenorelation.
4.Intherangeofpermitt
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