X
تبلیغات
پژوهش و تحقیق - آونگ ساده

پژوهش و تحقیق

مشاهدات پروژه های مهندسی شیمی و پیگیری علوم شیمی و نفت

موضوع آزمايش: آونگ ساده                            

                                                                                    

 

هدف: تعيين شتاب گرانشي(g)

وسايل مورد نياز و ميزان دقت آنها: آونگ ساده متر با حساسيت cm 1 كرو متر با دقت 01/0 ثانيه

تئوري مربوط به آزمايش:

آونگ جسم جامدي است كه حول محور افقي خارج از گرانيگاه مي تواند نوسان كند. آونگ ساده، جسمي است كه به وسيله نخ غير لاستيكي به نقطه O آويخته شده است. گشتاور گلوله آونگ به فاصله L (طول نخ آونگ) از نقطه  O بستگي دارد، بنابر اين:

 

T=2p      L / g            T^2 = 4p^2.L / g           g = 4p^2. L / T^2



پريود
 

توجه داشته باشيد كه فرمول فوق براي نوسانهاي كم دامنه است.

اگر طول اونگ L و مقدار انحراف گلوله L/10 باشد زاويه انحراف تقريباً برابر 6 درجه است بنابراين در آزمايشهاي مربوط به آونگ ساده همواره بايد مقدار انحراف  L/10  يا كمتر از آن باشد. (نوسان كم دامنه)

آونگ ساده داراي چهار قانون است:

    1.       نوسانهاي كم دامنه هم زمان اند.

    2.       دوره آونگ به جرم و جنس گلوله بستگي ندارد.

    3.       دوره آونگ با جذر طول آن نسبت مستقيم دارد.

    4.       دوره آونگ با جذر شتاب گراني نسبت معكوس دارد.

شرح دستگاه و رسم شكل آن:

دستگاه آونگ ساده تشكيل شده از يك گوي فلزي كه بوسيله نخي كه قابليت           كشساني نداشته باشد به يك نقطه ثابت متصل است. و حول محوري افقي خارج از گرانيگاه ميتواند نوسان كند.












آونگ ساده



 

روش آنجام آزمايش:

براي انجام اين آزمايش بايد آونگ را بدون سرعت اوليه و با دامنه كم رها كرده و به وسيله كرومتر زمان نوسانهاي كامل آونگ را ثبت كرد. دوره آونگ، زمان بين دو عبور متوالي آونگ از يك طرف وضعيت تعادل است. پس از دو يا سه نوسان موقعي كه اونگ در وضعيت تعادل است زمانسنج را به كار بيندازيد. و تعداد   n نوسان كامل      (n >= 50  ) را بشماريد و زمانسنج را متوقف كنيد. زمان t   را به دست آوريد و از رابطه T=t/n دوره آونگ را تعيين كنيد. همانگونه كه گفته شد اگر طول آونگ  L باشد مقدار انحراف گلوله L/10 در نظر مي گيريم كه زاويه انحراف تقريباً برابر 6 درجه مي شود. زيرا اين آزمايش بايد با دامنه كم انجام شود.

براي به حركت در آوردن گلوله اونگ بدون سرعت اوليه سر نخي را حلقه كنيد و به كنار گلوله بيندازيد و بكشيد تا گلوله آونگ به اندازه اي كه مي خواهيد منحرف شود. سر     ديگر نخ را بسوزانيد، گلوله آونگ بدون سرعت اوليه رها ميشود. و همچنين به جاي نخ و سوزاندن آن مي توان از يك آهنرباي الكتريكي استفاده كرد. و گلوله آونگ را كه به آهنربا چسباند و به مقدار لازم منحرف كرد. موقعي كه جريان قطع شود گلوله بدون سرعت اوليه رها مي شود. ما اين آزمايش را با كم و زياد كردن طول نخ آونگ به    اندازه هاي 10، 20،30،40 و 50 سانتيمتر انجام داده و زمان و تعداد نوسانها را ثبت         مي كنيم. تعداد نوسانها در همه آزمايشها بايد يكسان باشد؛ و بعد از بدست              آوردن n  ،  t ، L با استفاده از فرمول داده شده g  را بدست مي آوريم و در پايان از تمام g هاي بدست آمده ميانگين مي گيريم.

جدول:

er

Dg

g

T^2

T

t

n

L

0.012

12.486

992.486

0.3969

0.63

35

55

10

0.007

7.175

972.825

0.81

0.90

50

55

20

0.035

34.4

945.6

1.25

1.12

62

55

30

4.34

0.426

980.426

1.61

1.27

70

55

40

=re=Dg=g0.015

14.7

965.3

2.04

1.43

79

55

50

0.0088.6726971.3274

محاسبات:

T=t / n           T=35/55= 0.63          T^2= 0.3969                                                  

g=4p^2.L / T^2         g= 4*9.85*(10/0.396)         g= 992.486 cm/s^2

Dg=  gt- g   =  980-992.486  = 12.486   

er =Dg / gt          12.486/980=0.012                      ( gt=980 cm/s^2 )

 

نتيجه گيري:

ما از اين آزمايش نتيجه مي گيريم كه مقدار g  در همه جا يكسان نبوده و متناسب با محيط تغيير مي كند.

 

دلايل مطابقت يا عدم مطابقت بين جوابها (خطا ها ):

    1.       جنس نخ اگر از نوع كشسان باشد ممكن است در حال حركت طول نخ را زياد كند.

    2.       اگر سطح گلوله زياد باشد ممكن است مقاومت هوا را بيشتر كند.

    3.       خطا در اندازه گيري طول نخ

[ چهارشنبه بیست و چهارم آبان 1391 ] [ 9:39 ] [ ADNAN SHERIFI ]

[ ]



مجله اینترنتی دانستنی ها ، عکس عاشقانه جدید ،