Лабораторная работа 4 Тема Изучение зависимости периода колебаний нитяного маятника от длины волны

цель работы

0. Научиться исследовать зависимость периода колебаний нитяного маятника от длины волны

Оборудование: маятник, секундомер, линейка.

Краткие теоретические сведения

В качестве маятника используем грузик (небольшой шарик, гайку, камешек и др.), подвешенный на нити длиной L. Если его отклонить от точки С, т.е. от положения равновесия, на угол а и опустить, то он будет колебаться, т.е. двигаться сначала в точку А, затем в - точку В и далее - в точку С. Как только пройдет положение равновесия С, он снова вернется в точку А. Затем все это будет повторяться.

Время, в течение которого маятник совершает полное колебание, называется периодом колебания. Обозначается буквой Т.

Очень трудно с помощью секундомера измерить период, поскольку на практике он меняется от десятых долей секунды до одной-двух секунд. Поэтому измерим время t, в течение которого маятник совершает N полных колебаний, т определим период по формуле. T=t/N

Технология выполнения работы

Задание 1. Измерить период колебания

Указания к работе Результаты измерений и вычислений занести в таб.

Измерения проведите при трех значениях длины нити, например 20 см; 40 см; 60 см. Ответьте на вопрос: пропорционален ли период длине нити маятника, если длина нити увеличивается в 2 и 3 раза.

Постройте по трем точкам график зависимости периода Т от длины L.

Задание 2. Исследовать зависимость периода колебания маятника от длины нити.

Из опыта убедились, что с увлечением длины нити маятника период его колебания возрастает, но не пропорционально длине, а более сложно.

Как видно, функция Т=f(L) нелинейная, т.е. период не пропорционален длине нити L. Выдвинем следующую гипотезу: квадрат периода пропорционален длине нити, т.е. переменная у=Т² пропорциональна длине L. Это можно записать в виде у=qL, где q - постоянная величина.

Чтобы проверить эту гипотезу, запишем в последней колонке квадраты периодов при трех первый измерениях и построим соответствующий график. Все три экспериментальных точки легли вблизи прямой, что соответствует точности проведенных измерений.

Чтобы убедиться, провели еще два измерения при длинах нити 60 см м 100 см. Полученные новые экспериментальные точки. Это подтверждает нашу гипотезу, что позволяет сформулировать закон: Квадрат периода колебания маятника пропорционален длине его нити: Т²=qL

Этот закон можно сформулировать и так: Период колебания маятника пропорционален корню квадратному из длины его нити

Указания к работе

В соответствии со своими измерениями заполните таблицу и постройте на миллиметровой бумаге график. Проделайте контрольные измерения при длинах нити 50 см и 75 см и проверьте, ложатся ли контрольные точки на графике.

Индивидуальное задание:

Решите 2 задачи на данную тему из сборника задач и вопросов по физике Р.А.Гладковой или ответите на 5 вопросов по данной теме.

Лабораторная работа 5 Тема Исследование одного из изопроцессов

цель работы

0. Научиться опытным путём проверять закон Бойля-Мариотта

Краткие теоретические сведения

Изотермический процесс. Процесс в газе, который происходит при посто­янной температуре, называется изотермическим. Изотермический процесс в газе был изучен английским учёным Р.Бойлем и французским учёным Э.Мариоттом, установленная или опытным путём связь получаемая непосредственно из формулы

после сокращения на Т; Р₁V₁ = P₂V₂ или

Формула P₁V₁ = P₂V₂ является ма­тематическим выражением закона Бой-ля-Мариотта: при постоянной массе газа и неизменной температуре, давление га­за обратно пропорционально его объё­му. Иначе говоря, в этих условиях произведение объёма газа на соответствующее давление, есть величина постоянная, т.е. соотношение P₁V₁ = P₂V₂ можно получить из , т.к. при постоянной Т справа в этих формулах стоит постоянная величина. График зависимости Р от V при изомет­рическом процессе в газе, представляет собой гипербол) и называется изотермой. На рис. 1 изображены три изотермы для одной и той же массы газа, но при разных температурах Т. Отметим ещё, что из формулы непосредственно вытекает что при изометриче­ском процессе плотность газа изменяется прямо пропорционально давлению, где Р₁ - атмо­сферное давление, а Р₂ - давление воздуха во 2^ОМ опыте.

Находим

Индивидуальное задание:

Решите 2 задачи на данную тему из сборника задач и вопросов по физике Р.А.Гладковой или ответите на 5 вопросов по данной теме.