лабораторные работы по физике

Л/р № 5. Изучение зависимости периода колебаний от параметров системы (на примере математического маятника).

Цель работы: Исследовать, от чего зависит период колебаний математического маятника.

Оборудование: Штатив с муфтой и кольцом; измерительная лента; два шарика (пластиковый и металлический) на нити; часы с секундной стрелкой (секундомер).

Вводная часть: Период колебаний колебательной системы является ее главной характеристикой этой системы. Период колебаний Т это время одного полного колебания. Для большей точности его измерения обычно измеряют время нескольких колебаний t и делят его на число

Колебаний n: T = t/n.

В разных случаях на период колебаний системы влияют разные параметры этой системы. В этой работе мы будем менять такие параметры, как массу маятника и его длину.

Ход работы:

1.  Закрепите маятники одинаковой длины на штативе (см. рис.) Измерьте эту длину ℓ₁ и запишите ее в отчет.

2.  Выведите маятники из положения равновесия и подсчитайте число полных колебаний n за t = 30 с.

3. Определите период колебаний маятников T = t/n: Тяжелого маятника Т_т =

Легкого маятника Т_л =

Сравните периоды колебаний маятников. вывод запишите в отчет.

4.  Снимите один из маятников, а у оставшегося маятника уменьшите длину в два раза: ℓ₂ = ℓ₁/2.

5.  Выполните задания (п.2) и (п.3). Результаты измерений и вычислений занести в отчет.

6.  Уменьшите длину маятника еще в два раза ℓ₃ = ℓ₁/4.

7.  Выполните задания (п.2) и (п.3). Результаты измерений и вычислений занести в отчет:

8.  Вычислите квадраты периодов маятников разных длин:

9.  Вычислите отношения квадратов периодов и длин маятников:

10.   Сравните полученные результаты (поставьте знак >, <, =, ≈):

9. Сделайте подробный вывод, от чего и как зависит и от чего не зависит период колебаний математического маятника.

Контрольные вопросы:

1.  Как изменится период колебаний качелей, если на них вместо одного человека сядут двое?

2.  Как изменится период колебаний качелей, если, сидящий на них человек, встанет на сиденье?

3.  Как изменится период колебаний маятника, если его перенести из воздуха в воду или вязкое масло? Почему?