Помогите Цель изучить зависимость периода колебаний нитяного маятника от длины нити

Оборудование

нить, штатив, шарик (металлический, деревянный или пластилиновый), секундомер

Краткие теоретические сведения

Математический маятник – это тело, подвешенное на длинной, тонкой, нерастяжимой нити.

Математический маятник – это колебательная система, в которой совершаются колебания. В данной колебательной системе колебания затухающие, так как их амплитуда уменьшается со временем. Если вывести систему из положения устойчивого равновесия, то в ней возникают силы, возвращающие ее в это положение. Около положения равновесия и происходит колебательное движение. Сами по себе колебания начаться не могут. Необходимо внешнее воздействие на колебательную систему. Система выйдет из равновесия с накопленным запасом энергии. Максимальное смещение тела из положения равновесия – амплитуда колебаний. Если в системе нет силы трения, то запас энергии не меняется, и амплитуда остается постоянной. Такие колебания – незатухающие.

Время одного полного колебания называется периодом. Т = t/N, [Т] = [с], где N – число колебаний, t – время всех колебаний.

Величина обратная периоду – частота: ν = 1/Т, [ν]= [Гц =с-1].

Угол, с которого начинаются колебания – начальная фаза. Φ0.

Амплитуда и начальная фаза зависят от внешних воздействий. Период и частота – от свойств колебательной системы и не зависят от внешних воздействий.

Порядок выполнения

1. Выполнение опыта.

Подвесьте на длинной нити шарик или любое тело. Завяжите на нити узелки так, чтобы расстояние между каждой парой узлов было равно 20 см и первый узелок

отстоял от центра шарика (тела) тоже примерно на 20 см. Таким образом, вам будет легко менять длину подвеса маятника.

Опыт 1. Проверка зависимости периода колебаний маятника от его длины.

1. Измерьте время 20 колебаний маятника длиной 1 м и рассчитайте период его колебаний. Перед проведением опыта измерьте примерно амплитуду колебаний маятника.

2.Измените длину нити маятника три, четыре раза и повторите измерения и вычисления. Амплитуду и массу тела НЕ МЕНЯТЬ!

3. Результаты вычислений и измерений занесите в таблицу 1.

4. Постройте график зависимости периода колебаний маятника от длины подвеса (вертикальная ось – длина маятника, горизонтальная ось – длина подвеса).

5. Сделайте вывод: зависит ли период колебаний маятника от длины подвеса при неизменной амплитуде и массе.

Опыт 2 Проверка зависимости периода колебаний маятника от массы груза.

1. Не меняя длины подвеса и амплитуду найдите время 20 колебаний маятника, меняя его массу.

2. Результаты вычислений и измерений занесите в таблицу 2.

3. Сделайте вывод: зависит ли период колебаний маятника одинаковой длины и неизменной амплитуды от массы подвешенного груза?

Опыт 3.Проверка зависимости периода колебаний маятника от амплитуды (массу тела и длину подвеса НЕ МЕНЯТЬ!).

1. Выведите маятник определенной длины подвеса и массы из положения равновесия, задавая определенную амплитуду колебаний. Измеряя время 20 колебаний рассчитайте период колебаний.

2. Не меняя массу маятника и его длину, но изменив амплитуду колебаний, рассчитайте период 20 колебаний. Повторите опыт 3-4 раза.

3. Результаты вычислений и измерений занесите в таблицу 3.

4.Сделайте вывод: зависит ли период колебаний маятника одинаковой длины и массы от амплитуды колебаний?

5.Результаты измерений и вычислений представьте в таблице:

Таблица 1

Длина l, м

Время 20 колебаний t, с

Период колебаний Т, с

Амплитуда колебаний,

Хmax, м

Таблица 2

Длина l, м

Время 20 колебаний t, с

Период колебаний Т, с

Масса груза m, кг

Таблица 3

Длина l, м

Время 20 колебаний t, с

Период колебаний Т, с

Масса маятника m, кг

Амплитуда колебаний

Хmax, м

ВНИМАНИЕ!!!!

1. ВСЕ РАСЧЕТЫ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ПРЕДОСТАВЛЕНЫ!

2. Предоставлены выводы по каждой части работы

3. Заполнены таблицы

4. Сформулирован общий вывод по работе.