DETERMINAREA ACCELERAŢIEI GRAVITAŢIONALE PRIN METODA PENDULULUI FIZIC

Σχετικά έγγραφα
CARACTERISTICI GEOMETRICE ALE SUPRAFEŢELOR PLANE

Legea vitezei se scrie în acest caz: v t v gt

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

Numere complexe. a numerelor complexe z b b arg z.

Ecuaţia generală Probleme de tangenţă Sfera prin 4 puncte necoplanare. Elipsoidul Hiperboloizi Paraboloizi Conul Cilindrul. 1 Sfera.

Profesor Blaga Mirela-Gabriela DREAPTA

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

DETERMINAREA ACCELERAŢIEI GRAVITAŢIONALE CU AJUTORUL UNUI PENDUL FIZIC

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

Conice. Lect. dr. Constantin-Cosmin Todea. U.T. Cluj-Napoca

5.1 Realizarea filtrelor cu răspuns finit la impuls (RFI) Filtrul caracterizat prin: 5. STRUCTURI DE FILTRE NUMERICE. 5.1.

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

Curs 4 Serii de numere reale

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

RĂSPUNS Modulul de rezistenţă este o caracteristică geometrică a secţiunii transversale, scrisă faţă de una dintre axele de inerţie principale:,

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii la gazul ideal

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

Cursul 7. Spaţii euclidiene. Produs scalar. Procedeul de ortogonalizare Gram-Schmidt. Baze ortonormate

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

UTILIZAREA OSCILATORULUI FLAMMERSFELD PENTRU DETERMINAREA EXPONENTULUI ADIABATIC AL GAZELOR

2.1 Sfera. (EGS) ecuaţie care poartă denumirea de ecuaţia generală asferei. (EGS) reprezintă osferă cu centrul în punctul. 2 + p 2

Integrala nedefinită (primitive)

STUDIUL INTERFERENŢEI LUMINII CU DISPOZITIVUL LUI YOUNG

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

Metode de interpolare bazate pe diferenţe divizate

Algebra si Geometrie Seminar 9

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent

COLEGIUL NATIONAL CONSTANTIN CARABELLA TARGOVISTE. CONCURSUL JUDETEAN DE MATEMATICA CEZAR IVANESCU Editia a VI-a 26 februarie 2005.

CUPRINS 5. Reducerea sistemelor de forţe (continuare)... 1 Cuprins..1

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 %

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

Curs 1 Şiruri de numere reale

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Conice - Câteva proprietǎţi elementare

Durata medie de studiu individual pentru această prezentare este de circa 120 de minute.

Statistica descriptivă (continuare) Şef de Lucrări Dr. Mădălina Văleanu

riptografie şi Securitate

4.2. Formule Biot-Savart-Laplace

Subiecte Clasa a VII-a

3. Momentul forţei în raport cu un punct...1 Cuprins...1 Introducere Aspecte teoretice Aplicaţii rezolvate...4

Laborator 11. Mulţimi Julia. Temă

MARCAREA REZISTOARELOR

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

Subiecte Clasa a VIII-a

Functii Breviar teoretic 8 ianuarie ianuarie 2011

III. Statica III. Statica. Echilibrul mecanic al corpurilor. 1. Sistem de forțe concurente. Sistemul de forțe

Determinarea momentului de inerţie prin metoda oscilaţiei şi cu ajutorul pendulului de torsiune. Huţanu Radu, Axinte Constantin Irimescu Luminita

Sisteme cu partajare - continut. M / M /1 PS ( numar de utilizatori, 1 server, numar de pozitii pentru utilizatori)

5.4. MULTIPLEXOARE A 0 A 1 A 2

Miscarea oscilatorie armonica ( Fisa nr. 2 )


GEOMETRIE PLANĂ TEOREME IMPORTANTE ARII. bh lh 2. abc. abc. formula înălţimii

DEFINITIVAT 1993 PROFESORI I. sinx. 0, dacă x = 0

T R A I A N. Numere complexe în formă algebrică z a. Fie z, z a bi, Se numeşte partea reală a numărului complex z :

Toate subiectele sunt obligatorii. Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. Se acordă din oficiu 10 puncte. SUBIECTUL I.

Capitolul 4 Amplificatoare elementare

3. REPREZENTAREA PLANULUI

7. Fie ABCD un patrulater inscriptibil. Un cerc care trece prin A şi B intersectează

Fig. 1.1 Sistem de acţionare în linie

Bazele aşchierii şi generării suprafeţelor

Dreapta in plan. = y y 0

1. PROPRIETĂȚILE FLUIDELOR

V O. = v I v stabilizator

5.1. Noţiuni introductive

15. Se dă bara O 1 AB, îndoită în unghi drept care se roteşte faţă de O 1 cu viteza unghiulară ω=const, axa se rotaţie fiind perpendiculară pe planul

Erori si incertitudini de măsurare. Modele matematice Instrument: proiectare, fabricaţie, Interacţiune măsurand instrument:

LEC IA 1: INTRODUCERE

SEMINAR 14. Funcţii de mai multe variabile (continuare) ( = 1 z(x,y) x = 0. x = f. x + f. y = f. = x. = 1 y. y = x ( y = = 0

3. Locuri geometrice Locuri geometrice uzuale

Asupra unei inegalităţi date la barajul OBMJ 2006

GEOMETRIE PLANĂ TEOREME IMPORTANTE ARII. = înălţimea triunghiului echilateral h =, R =, r = R = bh lh 2 A D ++ D. abc. abc =

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

z a + c 0 + c 1 (z a)

CURS MECANICA CONSTRUCŢIILOR

Cum folosim cazuri particulare în rezolvarea unor probleme

CUPRINS 3. Sisteme de forţe (continuare)... 1 Cuprins..1

Lucian Maticiuc SEMINAR Conf. dr. Lucian Maticiuc. Capitolul VI. Integrala triplă. Teoria:

Fig Impedanţa condensatoarelor electrolitice SMD cu Al cu electrolit semiuscat în funcţie de frecvenţă [36].

Transformata Laplace

1. (4p) Un mobil se deplasează pe o traiectorie curbilinie. Dependența de timp a mărimii vitezei mobilului pe traiectorie este v () t = 1.

Lectia VI Structura de spatiu an E 3. Dreapta si planul ca subspatii ane

2. Sisteme de forţe concurente...1 Cuprins...1 Introducere Aspecte teoretice Aplicaţii rezolvate...3

Curs 2 DIODE. CIRCUITE DR

TEORIA GRAFURILOR ÎN PROBLEME SI APLICATII

BARAJ DE JUNIORI,,Euclid Cipru, 28 mai 2012 (barajul 3)

Curs 2 Şiruri de numere reale

UNELE APLICAŢII ALE FORŢELOR DE INERŢIE

Amplificatoare. A v. Simbolul unui amplificator cu terminale distincte pentru porturile de intrare si de iesire

* K. toate K. circuitului. portile. Considerând această sumă pentru toate rezistoarele 2. = sl I K I K. toate rez. Pentru o bobină: U * toate I K K 1

1.7. AMPLIFICATOARE DE PUTERE ÎN CLASA A ŞI AB

Vectori liberi Produs scalar Produs vectorial Produsul mixt. 1 Vectori liberi. 2 Produs scalar. 3 Produs vectorial. 4 Produsul mixt.

SEMINAR TRANSFORMAREA FOURIER. 1. Probleme

Asupra unei metode pentru calculul unor integrale definite din functii trigonometrice

Transcript:

UNIVERSITATEA "POLITEHNICA" DIN BUCUREŞTI DEPARTAMENTUL DE FIZICĂ LABORATORUL DE FIZICĂ BN - 1 B DETERMINAREA ACCELERAŢIEI GRAVITAŢIONALE PRIN METODA PENDULULUI FIZIC 004-005

DETERMINAREA ACCELERAŢIEI GRAVITAŢIONALE PRIN METODA PENDULULUI FIZIC 1. Scopul lucrăr constă în determnarea acceleraţe gravtaţonale, g, prn metoda pendululu fzc.. Teora lucrăr. Pendulul fzc este un corp rgd greu care se roteşte fără frecare în jurul une axe orzontale fxă, numtă axă de suspense, care trece prn corp astfel încât să nu ntersecteze centrul de greutate al acestua. Un corp rgd se poate afla în mşcare de translaţe, în mşcare de rotaţe în jurul une axe sau într-o mşcare rezultantă a celor două, efectuate smultan. Mşcarea de translaţe a unu corp rgd este mşcarea în care orce dreaptă care traversează corpul se mşcă paralel cu ea însăş. Astfel, toate punctele corpulu au traector, vteze ş acceleraţ dentce, mşcarea de translaţe a corpulu fnd complet determnată de mşcarea unu sngur punct arbtrar al corpulu. Mşcarea de rotaţe a unu corp rgd este mşcarea în care punctele corpulu descru cercur paralele ale căror centre se găsesc pe o dreaptă numtă axă de rotaţe. Vteza unghulară de rotaţe este aceeaş pentru toate punctele corpulu ş se reprezntă prntr-un vector alunecător ω stuat de-a lungul axe de rotaţe. În general, mşcarea de rotaţe poate f neunformă, ar axa de rotaţe se poate schmba în tmp. Neunformtatea rotaţe este caracterzată prn vectorul acceleraţe unghulară: dω ε = = ω. (1) dt Consderăm un pendul fzc (Fgura 1) care se roteşte în jurul une axe Oz, care este ş axa de suspense, mşcarea soldulu rgd având loc în planul vertcal xoy, plan care conţne centrul de greutate CM al rgdulu, astfel încât axa Ox să treacă prn punctul C. Când se scoate pendulul dn pozţa de echlbru, acesta efectuează o mşcare osclatore în jurul aceste pozţ cu vteza unghulară ω, dată de expresa:. ω = θ () Fg. 1. Ecuaţa de mşcare a pendululu fzc se deduce folosnd teorema momentulu cnetc, relatv la axa Oz, rezultând:

J = I ω = u z r m gu x (3) deoarece asupra fecăru punct acţonează forţa m gu x = m g, r fnd vectorul de pozţe al mase m faţă de punctul fx O. Se observă că: u z r m gu x = u z g mr u x = mgu z ( rc u x ), (4) unde r c este vectorul de pozţe al centrulu de masă CM faţă de polul O (punctul de ntersecţe al axe de rotaţe cu planul vertcal ce conţne centrul de masă CM) ş m este masa corpulu. Dacă r c = l ş ţnem seama de relaţa (), ecuaţa de mşcare (3) devne:.. I θ = mgl sn θ. (5) Exprmând momentul de nerţe I în funcţe de raza de rotaţe r c a centrulu de masă faţă de polul O: I = mr c, (6) ecuaţa de mşcare devne:.. l θ+ g sn θ = 0, (7) r c care, pentru unghur mc ( sn θ θ ), a forma:.. l θ+ g θ = 0. (8) r c rc Punând l =, ecuaţa (8) reprezntă mşcarea unu pendul matematc de lungme l, l numt pendul sncron al pendululu fzc. Peroada osclaţlor soldulu va f: l rc I T = π = π = π. (9) g lg m lg Relaţa (9) conduce la următoarea exprese pentru acceleraţa gravtaţonală, g: 4π I 4π l g = = (10) mlt T 3. Dspoztvul expermental Acceleraţa gravtaţonală g poate f determnată expermental cu ajutorul pendululu fzc, luând un corp sold oarecare. Astfel, în cazul pendululu nelar (fgura ), care constă dntr-o coroană clndrcă crculară ce este suspendată vertcal pe un cuţt ş care osclează în jurul generatoare care trece prn O, se poate obţne o exprese smplă pentru acceleraţa gravtaţonală g, care depnde numa de razele nteroară ( R 1 ) ş exteroară ( R ) ale pendululu nelar ş de peroada T. Razele R 1 ş Fg.. R fnd date, determnarea lu g se reduce la 3

determnarea lu T. Dec, pentru efectuarea lucrăr este necesar ş un cronometru cu ajutorul cărua putem determna peroada mclor osclaţ. Momentul de nerţe I se exprmă cu ajutorul teoreme lu Stener: I = mr 1 + I 0, (11) unde momentul de nerţe propru I 0 se calculează faţă de o axă paralelă cu Oz ş care trece prn centrul de masă C (CM) (fgura 3): I0 r d m = r ρs d S unde ρ s este denstatea superfcală ş d S = r d θ d r. Dec, vom avea: =, (1) Fg. 3. R π 3 π 4 4 I0 = ρs r dr dθ = ρs( R R1 ). (13) R1 0 Deoarece m m ρ s = =, (14) s π( R R1 ) se obţne 1 I 0 = m( R1 + R ). (15) Momentul de nerţe I faţă de axa de suspense Oz se determnă înlocund pe I 0 dn expresa (15) în relaţa (11), rezultând: m I = ( 3R1 + R ). (16) Ştnd că l = R1 ş folosnd relaţa (16), expresa (10) devne: π 3R1 + R g =. (17) T R1 4. Modul de lucru 1. Se măsoară tmpul t în care pendulul efectuează n = 50-100 osclaţ complete. t. Se calculează peroada T a osclaţlor folosnd formula T =. n 4

3. Utlzând relaţa (17) se calculează acceleraţa gravtaţonală ştnd că 3 3 14,5083 R 1 = ( 0,105 ± 10 )m ş R = ( 0,10 ± 10 )m, adcă: g =. T 4. Măsurătorle se repetă de 10 or cel puţn, pentru unghur de osclaţe de cel mult 3 dvzun. 5. Se întocmeşte următorul tabel: Det. 1 3 4 5 6 7 8 9 10. t [s] n T [s] g k [ms - ] <g> [ms - ] g k [ms - ] g [ms - ] ε rg [%] g adev 6. Se vor repeta determnărle pentru unghur de cel puţn 15 dvzun ş se va calcula g. Să se explce dferenţa obţnută. Observaţ 1. Determnarea valor absolute a constante gravtaţonale g este pasblă de multe eror expermentale datorate nfluenţe medulu, nfluenţe suspense, deplasăr suportulu.. Determnărle gravmetrce ma uşor de efectuat sunt determnărle relatve, pornnd de la peroada T 0 rguros determnată într-un anumt sstem de refernţă ş determnând apo peroada T în sstemul de refernţă al laboratorulu. Astfel, cu relaţa: g = g0t 0 / T se poate deduce valoarea lu g în sstemul de refernţă al laboratorulu. Întrebăr 1. Care este dferenţa prncpală între pendulul matematc ş cel fzc?. Enumeraţ câteva exemple de pendul fzc dn realtatea înconjurătoare; 3. Partcularzaţ formulele teoretce la cazul pendululu matematc. 5