X
تبلیغات
گزارش کار آز فیزیک - آزمایش حرکت نوسانی آونگ ساده
گزارش کار آز فیزیک
انجام تمام آزمایش های فیزیک
چهارشنبه هفتم اردیبهشت 1390 :: 9:12 ::  نويسنده : سپهر دانایی

هدف از انجام آزمایش:

v    هدف از انجام این آزمایش پی بردن به رابطه ی بین حرکت آونگ و نیروهای وابسته به آن می باشد. همچنین به متغیرهای مؤثر در حرکت آونگ نیز پی می بریم.در این رابطه قادر خواهیم بود شتاب زمین را به دست بیاوریم..

 

لوازم انجام آزمایش:

1- چهار آونگ که سه تای آنها چوبی و دیگری از جنس فولاد میباشد که متصل به پایه هستند

2-خط کش     3-کورنومتر

 

تئوری آزمایش:

·       آونگ ساده عبارت از جرم نقطه ای است که به وسیله ی نخ بی وزنی آویزان می باشد .

I.        در شکل زیر نقطه ی O وضعیت تعادل آونگ است. هر گاه جرم نقطه ای را از وضع تعادل به اندازه ی θ  قرار داد برده و سپس از آنجا رها شود جرم نقطه ای تحت اثر دو نیرو قرار می گیرد. یکی نیروی جاذبه (mg) و دیگری کشش نخ (T) نیروی جاذبه در امتداد مماس بر مسیر OA دارای مؤلفه است برابر با:

 F = m . g . sin θ

 SHAPE  \* MERGEFORMAT

                                                                                                                                               

که موجب می شود جرم نقطه ای به حال تعادل بر گردد؛ ولی طبق اصل بقای انرژی ، جرم نقطه ای در نقطه ی O دارای انرژی جنبشی معادل با m g h است در نتیجه جرم نقطه ای به حرکت خود ادامه می دهد و به نقطه ی B که در ارتفاع h از نقطه ی O قرار دارد می رسد و این حرکت بارها تکرار می شود.

II.        اگر نیروی اصطکاک نقطه ی آویز ناچیز و از مقاومت هوا صرف نظر شود، جرم نقطه ای برای همیشه بین دو نقطه ی A وB حول نقطه ی O حرکت خواهد کرد. این حرکت را که به طور مرتب تکرار می شود.

III.  حرکت نوسانی یا حرکت تناوبی گویند. زمان مربوط به حرکت از نقطه ی A و برگشت مجدد به همان نقطه را زمان نوسان یا زمان تناوب گویند که اصطلاحا کلمه ی پریود به کار برده می شود.

IV.   حال با نوشتن معادله ی حرکت برای چنین نوسان کننده ای زمان تناوب را پیدا می کنیم.

 

اگر زاویه ی انحراف θ کوچک باشد (6درجه=>θ) می توان  sinθرا معادل θ که بر حسب رادیان است در نظر گرفت ؛ در این صورت دوره ی تناوب:                                                                                     T = 2π√ (L/g)                                                     

 

·       همان طور که ملاحظه می شود زمان تناوب یک تناوب یک آونگ ساده برای نوسانات با دامنه کوچک به جرم نوسان کننده بستگی ندارد .

·       البته ، همان طور که در بالا گفته شد اگر آونگ ایده آل باشد تمامی موارد بالا برقرار هست ، ولی ما در محیط  آزمایشگاه هستیم و در نتیجه برای رسیدن به آن شرایط، کارهایی باید انجام داد مثلا:

1)                ما می توانیم از جرم های کروی استفاده کنیم و مرکز جرم آنها را که ساده تر از بقیه اجسام بدست می آید را در نظر بگیریم.

2)                گلوله های بسیار سنگین تر از نخ استفاده کنیم تا جرم نخ در مقابل جرم آونگ قابل صرف نظر باشد.

در این آزمایش چون شرایط خلا را  نمیتوان ایجاد کرد پس دامنه ی نوسانات را کم در نظر می گیریم تا بتوان از اصطکاک هوا صرف نظر کرد (به همین دلیل شرط ˚ 6 > θ را قرار دادیم