Constanta Elastica Si Acceleratia Gravitationala [PDF]

Zitiervorschau

1

I.Determinarea constantei elastice a unui resort (cu pendul elastic) II.Determinarea acceleratiei gravitationale (cu pendulul gravitational)

Teoria lucrarii Oscilatiile se numesc liniar armonice daca se efectueaza sub actiunea unor forte de tip elastic, indreptate spre pozitia de echilibru static, pentru care este valabila legea lui Hooke:

Pendulul elastic este un oscilator liniar armonic. Oscilatiile pendulului elastic sunt: -liniare, deoarece sunt produse de o parte si de alta a pozitiei de echilibru static; -armonice, deoarece sunt produse sub actiunea fortelor de tip elastic, iar acceleratia momentana este proportionala si de semn opus cu elongatia. Perioada de oscilatie a pendulului elastic este direct proportionala cu radacina patrata din masa corpului care oscileaza:

√ Iar din aceasta relatie putem obtine constanta elastica k:

√

.

Pendulul gravitational, realizat dintr-un corp punctiform de masa m, care atarna de un fir inextensibil, cu masa neglijabila si lungimea l, este tot un oscilator armonic.

2

Perioada de oscilatie a pendulului gravitational este direct proportionala cu radacina patrata a raportului dintre lungimea pendulului si acceleratia gravitationala locala:

√ Iar din aceasta relatie putem obtine acceleratia gravitationala g:

√

Materiale necesare I. PENDUL ELASTIC  Stativ  Resort  Carlig pentru mase marcate  Greutati marcate (10 si 5 g)  Cronometru II.PENDUL GRAVITATIONAL  Stativ  Pendul  Cronometru  Rigla

.

3

Mod de lucru I.Pendulul elastic  Se agata resortul de stativ, iar de resort se agata carligul pe care se pune greutatile cu mase marcate  Se noteaza masa greutatilor in tabel  Se scoate corpul din pozitia de echilibru (se trage de corp in jos) si se porneste cronometrul  Pentru 3 perioade de timp diferite se urmareste numarul oscilatiilor complete ale resortului  Se noteaza periodele de timp si numarul oscilatiilor in tabel si se calculeaza perioada si apoi constanta elastica  Se repeta experimentul de 2 ori, o data schimband resortul si o data modificand greutatea  Se noteaza valorile masurate in tabel

II.Pendulul gravitational  Se agata pendulul de stativ  Se masoara cu rigla lungimea pendulului  Se scoate pendulul din pozitia de echilibru (ridicandu-l la un anumit unghi fata

de pozitia de echilibru) si se lasa sa oscileze, numarand un anumit numar de oscilatii complete in 3 perioade de timp diferite pe care le trecem apoi in tabel  Se repeta experimentul de 3 ori modificand de fiecare data lungimea pendulului  Se noteaza valorile masurate in tabel

4

Date experimentale I. |

Nr. m1 crt (kg)

Nr. oscilații

Durata (s)

1 2 3 Nr. crt

0,04 0,04 0,04 m1 (kg)

21 42 65 Nr. oscilații

10 0,47 20 0,47 30 0,46 Durata (s) (s)

7,16 7,16 7,50

1 2 3 Nr. crt

0,04 0,04 0,04 m2 (kg)

30 64 93 Nr. oscilații

10 0,35 20 0,37 30 0,39 Durata (s) (s)

12,86 12,12 10,36

1 2 3

0,05 0,05 0,05

31 65 96

10 20 30

19,23 18,35 19,57

(s)

0,32 0,30 0,31

|

|̅̅̅̅̅|

k1 7,27

0,11 0,15 0,11 0,23 | | |̅̅̅̅̅|

k2 2,554 3,294 5,054 15,41 4

k2

3,635

3,816 2,936 4,156

k1 = 7,27 ± 0,15 N/m k2 = 15,414 ± 3,635 N/m

5

II. Lungi Nr l mea crt (m)

Nr. Durata oscilații (s)

(s)

|

g

|

|̅̅̅̅|

(N/kg) (N/kg) (N/kg) (N/kg)

l1

1 2 3

0,34 10 0,34 15 0,34 20

13 20 27

1,30 1,33 1,35

7,92 7,61 7,35

0,37 0,06 0,2

l2

1 2 3

0,28 10 0,28 15 0,28 20

12 18 24

1,22 1,27 1,25

7,45 6,85 7,07

0,1 0,7 0,48

l3

1 2 3

0,22 10 0,22 15 0,22 20

11 16 21

1,1 1,07 1,05

7,04 7,6 7,88

0,51 0,05 0,33

l4

1 2 3

0,25 10 0,25 15 0,25 20

11 17 22

1,1 1,13 1,11

8,14 7,75 8,01

0,59 0,2 0,46

7,55

g = 7,55 ± 0,33 N/kg

Surse de eroare  Erori de rotunjire: apar atunci cand in calcule intervin numere cu multe zecimale  Masurarea eronata a lingimii resortului  Imperfectiuni la punerea obiectului in oscilatie  S-au neglijat frecarile cu aerul

0,33

6

Bibliografie  „Fizica F1+F2 Manual pentru clasa a XI-a”, Octavian Rusu, Constantin Ttraistaru, Livia Dinica, Constantin Gavrila, 2008, editura Corint  http://www.fizica.ro/textbooks/fizica11/html/1a8.html  http://fizicaedu.wikispaces.com/Pendulul+elastic+si+gravitational