Порядок выполнения работы. 1. Закрепить один груз вблизи конца, а другой – вблизи середины стержня

1. Закрепить один груз вблизи конца, а другой – вблизи середины стержня.

2. Закрепить призмы так, чтобы они были обращены друг к другу. Одну из них поместить вблизи свободного конца стержня, а другую – примерно на половине расстояния между грузами. Проверить, совпадают ли основания призм с делениями на стержне.

3. Закрепить маятник на вкладыше верхнего кронштейна на призме П₁, находящейся вблизи конца стержня.

4. Нижний кронштейн вместе с фотодатчиком установить так, чтобы стержень маятника пересекал световой поток фотодатчика.

5. Отклонить маятник на угол не более 4–5° от положения равновесия и отпустить.

6. Нажать клавишу «СБРОС» секундомера 9, при этом начинается отсчет времени t и числа полных колебаний n.

7. После подсчета измерителем n полных колебаний нажать клавишу «СТОП». Результаты измерений записать в табл. 1.

8. Определить период колебаний маятника T ₁

,

где t ₁ – продолжительность колебаний.

9. Снять маятник, закрепить его на второй призме П₂ и определить период колебаний T ₂:

10. Сравнить периоды колебаний T ₁ и T ₂.

Если T ₂ > T ₁, то вторую призму переместить в направлении груза, находящегося на конце стержня.

Если T ₂ < T ₁, то переместить вторую призму в направлении середины стержня.

Положение груза А и первой призмы П₁ не менять!

11. Повторно измерить период T ₂ и сравнить с величиной T ₁.

12. Изменять положение второй призмы до момента получения равенства T ₂ = T ₁ с точностью до 0,5 %.

Результаты всех измерений записать в табл. 1.

Таблица 1

n 1 i	t 1, с	T 1, с	n 2 i	t 2, с	Т 2, с	L, м
…			…
i			i

13. Измерить приведенную длину оборотного маятника L, принимая ее равной расстоянию между опорными призмами.

14. Определить ускорение свободного падения по формуле (8) и обработать результаты измерений.

Контрольные вопросы

1. Какие колебания называются гармоническими? Дать определения их основных характеристик (амплитуды, фазы, периода, частоты, циклической частоты).

2. Как представить гармонические колебания с помощью вращающегося вектора?

3. Как найти скорость и ускорение при гармоническом колебании?

4. Написать основное уравнение динамики гармонического колебания.

5. Что называется физическим маятником?

6. Вывести формулу периода колебания физического маятника.

7. Что называется приведенной длиной физического маятника?

8. Что называется моментом инерции материальной точки? Как вычислить момент инерции твердого тела? Сформулировать теорему Штейнера.

9. Вывести расчетную формулу (8).