1

XÁC ĐỊNH GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG BẰNG CON LẮC THUẬN NGHỊCH

I. Mục đích thí nghiệm

Vận dụng lý thuyết về chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố địnhvà khái niệm momen quán tính để khảo sát chuyển động dao động quanh vị trí cân bằng của con lắc vật lý tại 2 điểm treo O1 và O2 của nó. Khảo sát thực nghiệm ảnh hưởng của sự phân bố khối lượng gia trọng đến chu kì dao động của con lắc vật lý nhằm thiết lập trạng thái thuận nghịch để từ đó xác định gia tốc trọng trường nơi làm thí nghiệm

II. Kết quả thí nghiệm Bảng 1: L=708 ± 0.5 (mm) Vị trí gia trọng C (mm) 50T1 (s) 50T2 (s) x0= 0 (mm) 83,91 84,3 x0 +40 = 40 (mm) 84,69 84,52 x1 = 28,4 (mm) 84,46 84,48 Vẽ đồ thị :

Bảng 2: Tại vị trí x1’ tốt nhất, con lắc vật lý trở thành thuận nghịch T1 = T2 = T

2

Xác định chu kỳ dao động của con lắc thuận nghịch : Căn cứ vào bảng 2, tính chu kỳ dao động T của con lắc thuận nghịch là trung bình của các giá trị đo được của 50T1 và 50T2 : _ ____ ____

T = 1

50 .50T1+50T2

2 =1,6891 (s)

__ Sai số ngẫu nhiên của phép đo T : ΔT = 0,000267 (s) Sai số dụng cụ của phép đo T : ΔTdc = 0,005 (s) __ Sai số phép đo T : ΔT = ΔTdc + ΔT = 0,005267 Tính gia tốc trọng trường :

Gia tốc trọng trường : g=π2 4L T.T = 9,7968 (m/s2)

Sai số tương đối của gia tốc trọng trường :

δ = (Δg/g) = (ΔL/L) + 2(ΔT/T) + 2(Δπ/π) = 0.5

708 + 20.005267 1.6891 + 2

3.1416-3.14159 3.1416 = 0,00695

Sai số tuyệt đối của gia tốc trọng trường : Δg = δ.g = 0,00695.9,7968 = 0,0681 Viết kết quả phép đo gia tốc trọng trường : g ± Δg = 9,7968 ± 0,0681 (m/s2)

3

KHẢO SÁT HỆ VẬT CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN QUAY XÁC ĐỊNH MOMEN QUÁ TÍNH CỦA BÁNH XE VÀ LỰC MA

SÁT Ổ TRỤC

I. Mục đích thí nghiệm : 1. Khảo sát chuyển động của hệ vật vừ tịnh tiến vừa quay, gồm một quả nặng chuyển động

tịnh tiến liên kết với một bánh xa quay quanh trục cố định bằng 1 sợi dây 2. Xác định lực ma sát fms của ổ trục quay và momen quán tính I của bánh xe trên cơ sở áp

dụng định luật bảo toàn và biến đổi cơ năng đối với hệ

II. Kết quả thí nghiệm : Bảng 1 :

Khối lượng quả nặng : m = 0,2413 ± 0,1.10-3 (kg) Độ chính xác của thước kẹp : 0.02 (mm)

Độ chính xác của máy đo thời gian MC-964 : 0.01 (s) Độ chính xác của thước milimet : 0.5 (mm)

Độ cao vị trí A : h1 = 500 ± 0.5 (mm)

Sai số tuyệt đối của các đại lượng đo trực tiếp d, t, h2 được xác định bằng tổng sai số do dụng cụ và sai số trung bình các lần đo: __ Δd = (Δd)dc + Δd = 0,02 + 0,016 = 0,036 (mm) __ Δt = (Δt)dc + Δt = 0,01 + 0,032 = 0,042 (s) __ Δh2 = (Δh2)dc + Δh2 = 0,5 + 1,36 = 1,86 (mm) Tính lực ma sát ổ trục : Sai số tỉ đối trung bình :

4

__ __ __ __ δ = Δfms/fms = Δm/m + Δg/g + 2.(h1.Δh2 + h2.Δh1)/(h1

2 – h22) = 0,031

Giá trị trung bình : __ __ __ fms = mg.(h1-h2)/(h1+h2) = 0,2413.9,8.(500-415,8)/(500+415,8) = 0,4275 (N) Sai số tuyệt đối : __ Δfms = δ.fms = 0,031.0,4275 = 0.0132525 (N) Kết quả phép đo lực ma sát : __ __ fms = fms ± Δfms = 0.4275 ± 0.0132525 (N) Tính momen quán tính của bánh xe : Có thể coi gần đúng : I ≈ mg.h2.(t.d)2/(4h1.(h1+h2)) Suy ra : Sai số trung bình của momen quán tính I : __ _ __ __ __ __ __ _ _ δ = ΔI/I = Δm/m + Δg/g + Δh1.(2h1 + h2)/(h1.(h1 + h2)) +Δh2.h1/(h2.(h1 + h2)) + 2(Δd/d+Δt/t) = 0,0284 Giá trị trung bình của momen quán tính I : _ _ _ _ _ I = mg.h2.(t . d)2/(4h1.(h1+h2)) = 0,001237 (kg.m2) Sai số tương đối của momen quán tính I : __ _ ΔI = δ.I = 0,0284.0,001237 = 0,00003513 (kg.m2) Kết quả phép đo momen quán tính I : _ __ I = I ± ΔI = 0.001237 ± 0.00003515 (kg.m2)

5

KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG SÓNG DỪNG TRONG CỘT KHÔNG KHÍ

XÁC ĐỊNH VẬN TỐC TRUYỀN ÂM TRONG KHÔNG KHÍ

I. Mục đích thí nghiệm Khảo sát sự truyền sóng âm trong cột không khí, sự tạo thành sóng dừng và hiện tượng cộng hưởng sóng dừng. Xác định bước sóng và vận tốc truyền âm trong không khí

II. Kết quả thí nghiệm Bảng 1: Cộng hưởng sóng dừng trong ống 1 đầu kín 1 đầu hở

Bảng 2: Cộng hưởng sóng dừng trong ống 2 đầu hở

Chiều dài ống L = 1000 ± 1 (mm) , Đk cộng hưởng : L=kλ/2, k = 1,2,3 Tần số cộng hưởng f (Hz) Lần đo

Mode cơ bản Bậc 1 Bậc 2 Bậc 3 Bậc 4 1 170 340 510 680 840 2 170 340 510 680 840 3 170 340 510 680 840

6

Với f1 = 500 (Hz) : λ1 = 701,67 ± 0,89 (mm)

v1 = 350,83 ± 0,44 (m/s) Với f2 = 600 (Hz) : λ2 = 584,67 ± 1,11 (mm) v2 = 350,80 ± 0,67 (m/s) Với f3 = 700 (Hz) : λ3 = 508,03 ± 1,11 (mm) v3 = 355,83 ± 0,78 (m/s) Theo lý thuyết, vận tốc truyền sóng âm trong không khí ở áp suất 1 atm và nhiệt độ toC được xác định bởi công thức :

v = vo α = 1/273 (1/oC) , vo=332 m/s Nhiệt độ phòng đo được là 28oC => v = 348,61 (m/s) Kết quả thu được gần bằng kết quả lý thuyết

7

KHẢO SÁT CÁC QUÁ TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT ĐỘNG XÁC ĐỊNH TỶ SỐ NHIỆT DUNG PHÂN TỬ CP/CV CỦA CHẤT KHÍ

I. Mục đích thí nghiệm Khảo sát các quá trình biển đổi trạng thái cân bằng nhiệt động của một khối không khí chứa trong bình và xác định tỉ số nhiệt dung phân tử γ= CP/CV của khối khí.

II. Kết quả thí nghiệm Bảng 1

Tính kết quả của các phép đo tỉ số nhiệt dung phân tử = Cp Cv của không khí

_ Tính giá trị trung bình : γ =1,40 __ Tính sai số tuyệt đối trung bình : Δγ =0,02 _ __ Viết kết quả phép đo: γ = γ ± Δγ = 1,40 ± 0,02

Tính giá trị lý thuyết của γ của không khí theo công thức: γlt = i+2 i =

5+2 5 =1,4

So sánh giá trị γđo với giá trị lý thuyết γlt bằng cách tính độ lệch tỉ đối :

δ = (γlt-γđo)/γlt=1.4-1.4

1.4 =0

8

KHẢO SÁT CHUYỂN PHA LOẠI 1 CỦA NƯỚC. XÁC ĐỊNH NHIỆT NÓNG CHẢY CỦA NƯỚC ĐÁ

I. Mục đích thí nghiệm Khảo sát quá trình chuyển pha của nước, quá trình nóng chảy- đông đặc ( chuyển pha loại 1). Xác định nhiệt nóng chảy riêng của nước theo phương pháp dùng bình nhiệt lượng kế.

II. Kết quả thí nghiệm

Xác định nhiệt nóng chảy của nước đá Bảng 1

Kết quả phép đo _ qnc = qnc ± (Δqnc)max = 343698,011 ± 10278,322 (J/kg)

9

KHẢO SÁT CÁC QUÁ TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC VÀ VA CHẠM TRÊN ĐỆM KHÔNG KHÍ

NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON VÀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

I. Mục đích thí nghiệm :

Khảo sát chuyển động của hệ vật trên bằng đệm khí để nghiệm lại 3 định luật Newton dựa trên : 1. Sự bảo toàn trạng thái chuyển động của 1 vật chịu tác dụng của các lực cân bằng 2. Mối quan hệ giữa lực tác dụng và gia tốc chuyển động 3. Mối quan hệ giữa lực và phản lực xuất hiện khi 2 vật tương tác bằng lực đàn hồi

II. Kết quả thí nghiệm : Bảng 1 : Δx = 1 (cm)

Vị trí E1 F1 E2 F2 t (s) 0,045 0,039 0,043 0,038

v = Δx/Δt (m/s) 0,222 0,256 0,233 0,264

Bảng 2 :

Đồ thị a =f(F) khi M = const :

Đồ thị a = f(F)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

F

a a

10

Với F = 0.08232 = const : ta có đồ thị a = f(M):

Đồ thị a= f(M)

00.20.40.60.8

11.2

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

a

M M (g)