Определение периода и частоты свободных колебаний нитяного маятника.
Используя штатив с муфтой и лапкой, груз с прикреплённой к нему нитью, метровую линейку и секундомер, соберите экспериментальную установку для исследования свободных колебаний нитяного маятника. Определите время 30 полных колебаний и посчитайте частоту колебаний для случая, когда длина нити равна 50 см. В бланке ответов:
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта частоты колебаний;
3) укажите результаты прямых измерений числа колебаний и времени колебаний;
4) запишите численное значение частоты колебаний маятника.
- сделайте рисунок экспериментальной установки;
- запишите формулу для расчета периода колебаний;
- укажите результаты прямых измерений числа колебаний и времени колебаний;
- запишите численное значение периода колебаний маятника.
Число колебаний, | Время колебаний, | Период, | Частота, |
Ученик измерил периоды колебаний трех нитяных маятников. Первый имел длину 25 см, и на нем висел груз 10г.
Второй имел длину 1 м, и на нем висел груз 10г.
Третий имел длину 1м, и на нем висел груз 40г.
При одинаковой амплитуде отклонения грузов от положения равновесия оказалось, что периоды второго и третьего маятников в пределах погрешности измерений совпадают, а периоды колебаний первого примерно в 2 раза меньше периода колебаний второго.
Какие выводы можно сделать на основании этих экспериментов?
Частота колебаний маятников не зависит от длины нити.
Частота колебаний маятника не зависит от массы груза
При увеличении длины нити в 4 раза период колебаний увеличивается в 2 раза.
Для маятников разной длины можно подобрать такую массу груза., что их периоды будут равны
Период колебаний маятника зависит от географической широты местности.
Лабораторная работа
№ опыта | l, м | N | Δt, с | Δtcp, с | gcp = 9,8 м/с2 | |
Материалы: шарик ,нить, секундомер, линейка
Ход работы
1. Установите на краю стола штатив. У его верхнего кольца укрепите при помощи муфты кольцо и подвесьте к нему шарик на нити. Шарик должен висеть на расстоянии 3-5 см от стола. Сделать рисунок установки.
2. Отклоните шарик на 5-8 см от положения равновесия и отпустите его.
3. Измерьте длину подвеса мерной лентой.
4. Измерьте время t 30 полных колебаний (N).
5. Повторите измерения t (не изменяя условий опыта) и найдите среднее значение (tcp)
6. Вычислите среднее значение периода колебаний Тср по среднему значению tcp.
7. Вычислите значение gcp по формуле:
8. Полученные результаты запишите в таблицу: Измерения
Вычисления:
9. Сравните полученное среднее значение для gcp со значением g = 9,8 м/с2. Просчитайте его относительную погрешность изменений по формуле:
10. Вывод:
№ опыта | Длина нити, ,м | Количество колебаний, | Время колебаний, ,с | Среднее время | Период колебаний, , с | Ускорение свободного падения, , м/с2 |
Определение зависимости периода колебаний пружинного маятника от массы груза
Цель работы:
ПиМ:
1) сделать рисунок установки
2) Измерения:
3) Вычисления
4) Вывод:
№ опыта | Масса груза, , кг | Количество колебаний, | Время колебаний, ,с | Период колебаний, ,с |
1 | 0,1 | 30 | 9,5 | |
2 | 0,2 | 13,3 | ||
3 | 0,3 | 16,3 |
Горизонтальный пружинный маятник совершает незатухающие колебания. Затем увеличивают массу груза не пружине. Как изменятся характеристики системы, если амплитуда останется прежней?
Физические величины | Характер изменения |
А) период | Увеличится |
Груз подвешен на нити и совершает свободные колебания.
Выберите два верных утверждения:
При движении груза из состояния 2 в состояние 3 его потенциальная энергия
увеличивается, а кинетическая уменьшается
Увеличивается, так же как е кинетическая
Уменьшается, так же как и кинетическая
Уменьшается, а кинетическая увеличивается
Увеличивается, а механическая энергия сохраняется
2. В ходе свободных колебаний груза на нити его максимальная потенциальная энергия, так же как и максимальная кинетическая энергия, равна 45 Дж. Чему равна полная механическая энергия груза в ходе колебаний?
3. Груз на нити отклонили от положения равновесия, так что его центр поднялся на высоту 1,8см, затем отпустили. После сего груз начал совершать колебания. Какова максимальная скорость груза в ходе колебаний?
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.