Study with the several resources on Docsity
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Community
Ask the community for help and clear up your study doubts
Discover the best universities in your country according to Docsity users
Free resources
Download our free guides on studying techniques, anxiety management strategies, and thesis advice from Docsity tutors
Bài soạn bài thực hành 5 Thí Nghiệm Vật Lý HCMUT 2024-2025
Typology: Study Guides, Projects, Research
1 / 9
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!
——–o0o——–
Thay I 1 ,I 2 vào T 1 = T 2 ta có được biểu thức xác định vị trí của O 2 :
m
Rút g từ 2 biểu thức (1), (2) với T 1 = T 2 = T , L = L 1 + L 2 = O 1 O 2
Ta được.
g =
4 π^2 .L T 2
Hình 2: Con lắc thuận nghịch
Con lắc vật lý được sử dụng gồm một thanh kim loại (6), trên đó có gắn 2 con dao cố định (1) và (2) nằm cách nhau một khoảng L = O 1 O 2 không đổi. Cạnh của dao (1) và (2) lần lượt được đặt tựa trên mặt kính phẳng nằm ngang của gối đỡ (5). Hai quả nặng (3),(4) gắn cố định trên thanh kim loại (6). Gia trọng C có dạng một đai ốc lắp trên thanh ren (4). Vặn xoay quanh trục ren (4) để thay đổi vị trí khối tâm G biến con lắc vật lý thành con lắc thuận nghịch. Toàn bộ con lắc được đặt trên giá đỡ (9) và tấm chân đế (10) có các vít điều chỉnh thăng bằng V 1 , V 2. Số dao động và thời gian tương ứng được đo bằng máy đo thời gian hiện số có độ chính xác cao ( độ chia nhỏ nhất 0.01s) được điều khiển bằng cổng quang điện (8). Cổng quang điện gồm Điôt D 1 phát tia hồng ngoại được cung cấp dòng điện từ máy đo và Điôt D 2 nhận tia hồng ngoại từ D 1 , phát tín hiệu điều khiển máy đo khi thanh kim loại dao động làm cắt tia hồng ngoại giữa hai Điôt. Cổng quang điện được đặt gần vị trí cân bằng để giới hạn biên độ dao động nhỏ. Đồng hồ đo thời gian hiện số, có hai thang đo 9.999s và 99.99s, ĐCNN 0.001s. Có 5 kiểu hoạt động: A, B, A+B , A<–>B, T , thay đổi bằng chuyển mạch. Có 2 ổ cắm 5 chân A, B dùng nối với cổng quang điện hoặc nam châm điện, 1 ổ cắm 5 chân C chỉ dùng cấp điện cho nam châm. Số đo thời gian được hiển thị đếm liên tục trong quá trình đo. Vỏ nhựa cách điện.
Hình 3: Máy đo thời gian hiện số
3 Dụng cụ
Thực hiện xong thí nghiệm, tắt máy đo và rút phích cắm điện của nó ra khỏi nguồn ∼ 220 V. Tiến hành tính toán.
5 Trả lời câu hỏi
Câu hỏi Con lắc vật lý so với con lắc toán học khác nhau và giống nhau ở những điểm nào? (Con lắc toán gồm một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, một đầu buộc vào một điểm O cố định, đầu kia treo tự do một quả cầu hoặc một chất điểm khối lượng m )
Trả lời Điểm giống và khác: Giống nhau:
Khác nhau:
Con lắc toán học Con lắc vật lý Gồm một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể; một đầu buộc vào một điểm cố định đầu kia treo tự do một quả cầu hoặc một chất điểm khối lượng m
Một vật rắn bất kỳ có thể quay quanh một trục cố định.
Không có momen quán tính Có momen quán tính I quanh trục quay
Bảng 1: Điểm khác giữa clth và clvl
Câu hỏi Hãy chứng minh rằng một con lắc vật lý bất kỳ với điểm treo O 1 cho trước đều có thể tìm thấy điểm O 2 để con lắc trở thành thuận nghịch
Trả lời Khi dao động quanh trục đi qua điểm O 2 ,chu kỳ dao động T 2 của con lắc:
2 π ω 1
= 2 π.
s I 1 m.g.L 1
Với L 2 = O 2. G là khoảng cách từ trục quay đi qua điểm O 2 đến khối tâm G và I 2 là mômen quán tính của con lắc đối với trục quay đi qua O 2.
Gọi IG là mômen quán tính của con lắc đối với trục quay đi qua khối tâm G và song song với hai trục đi qua O 1 và O 2. Theo định lý Huyghens-Steiner :
I 1 = IG + m.L^21
I 2 = IG + m.L^22 Thay I 1 , I 2 vào T 1 = T 2 ta có được biểu thức xác định vị trí của O 2
m
Câu hỏi Trình bày cách điều chỉnh gia trọng C để con lắc trở thành thuận nghịch với hai điểm treo O 1 , O 2 cho trước.
Trả lời Gia trọng C có dạng một đai ốc lắp trên thân ren có thể dịch chuyển bằng cách vặn xoay quanh trục ren; dùng để thay đổi vị trí khối tâm G sao cho thoả mãn công thức:
m
để con lắc vật lý trở thành con lắc thuận nghịch.
Câu hỏi Viết biểu thức xác định chu kỳ dao động của con lắc thuận nghịch với biên độ nhỏ.
Trả lời Rút g từ 2 biểu T 1 ,T 2 với T 1 = T 2 = T , L = L 1 + L 2 = O 1 O 2 ta có:
g =
4 π^2 .L T 2
=> T = 2 π.
l g
Câu hỏi Để xác định chu kỳ dao động của con lắc thuận nghịch, tại sao không đo từng chu kỳ mà phải đo nhiều chu kỳ (50 chu kỳ chẳng hạn)? Khi đo như vậy, khắc phục được những sai số nào? Sai số của phép đo được tính như thế nào?
