Дополнительные вопросы

Изучение зависимости периода колебаний маятника

От длины нити.

 

Цель работы: экспериментально проверить законы колебаний маятника, определить с его помощью ускорение свободного падения.

Оборудование: шарик с нитью, секундомер, измерительная лента, штатив.

 

Самоподготовка к лабораторной работе.

Ответьте на вопросы (письменно).

1. Что такое математический маятник?

2. Что называется амплитудой колебаний? В каких единицах измеряется амплитуда?

3. Что называется периодом колебаний? По какой формуле можно рассчитать период колебаний? В каких единицах он измеряется?

4. Что называется частотой колебаний? По какой формуле можно рассчитать частоту? В каких единицах она измеряется?

5. От каких параметров зависит период колебаний?

 

Ход работы.

I часть. Связь между периодом колебаний маятника и его длиной.

 

1. Подвесить на нити шарик, измерить длину получившегося маятника (l).

2. Приведя шарик в колебательное движение с небольшой амплитудой, отсчитать 20-30 полных колебаний (n) и заметить время (t), в течение которого были совершены эти колебания.

3. Вычислить период одного полного колебания T =  .

4. Данные измерений и вычислений занести в таблицу:

Таблица 1

№ опыта	l, м	n	t, с	T, с
1
2
3

 

5. На основании полученных данных сформулировать вывод о связи между периодом колебаний маятника и его длиной:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

II часть. Определение ускорения свободного падения

С помощью маятника.

 

1. Используя результаты первой части работы и формулу зависимости периода колебаний маятника от его длины T = 2π  , вычислить значение ускорения свободного падения

g =  .

 

2. Результаты вычислений занести в таблицу:

Таблица 3

№ опыта	l, м	T, с	g, м/с2	Δg, м/с2	δ, %
1
2
3
			gср, м/с2	Δgср, м/с2

 

3. Приняв табличное значение  g_табл = 9,8 м/с², найти относительную погрешность эксперимента

δ =  .

4. На основании частей I-II работы сформулировать общий вывод о зависимости периода колебаний маятника от различных параметров:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

ПРИМЕЧАНИЕ. При определении длины маятника надо учесть, что длиной маятника считается расстояние от точки подвеса до центра тяжести колеблющегося тела. Поэтому в расчетах за длину маятника считать сумму длины нити и радиуса шарика.

 

Дополнительные вопросы

 

1. Можно ли в работе швейные нитки для подвеса маятника заменить тонкой резиновой нитью?

2. Если настенные маятниковые часы отстают, что надо сделать, чтобы восстановить правильность их хода?

3. По какой траектории будет двигаться шарик математического маятника, если нить маятника пережечь в момент, когда:

а) шарик максимально отклонен от положения равновесия;

б) шарик находится в положении равновесия?