- •Лабораторная работа № 6
- •6.1 Гармонические колебания.
- •Работа 6.1.2. Изучение колебаний математического маятника
- •6.2. Исследование зависимости характеристик математических маятников от амплитуды колебаний
- •6.2(А) Исследование зависимости периода колебаний маятника от амплитуды его колебаний
- •6.4. Изучение выталкивающей силы
- •6.5 Сравнение количества теплоты при теплообмене
- •6.6 Измерение удельной теплоемкости вещества
- •II. Контрольные вопросы.
- •III. Суперзадание.
6.2(А) Исследование зависимости периода колебаний маятника от амплитуды его колебаний
5. Отведите шарик в сторону от положения равновесия на расстояние A1= 10 см и отпустите его. Запишите значение амплитуды A1, колебаний маятника в таблицу 1.
6. Измерьте промежуток времени, за который шарик совершит 40 полных колебаний. Результаты измерений промежутка времени t1, и числа п полных колебаний занесите в таблицу 1.
7. Повторите измерения промежутка времени (не меняя условий эксперимента) еще не менее пяти раз. Результаты измерений занесите в таблицу 1.
8. Вычислите средние значения промежутка времени ‹t1› и амплитуды ‹A1› колебаний. Результаты запишите в таблицу 1.
9. Вычислите среднее значение периода колебаний ‹T1›. Результаты вычислений запишите в таблицу 1.
Таблица 1
№ опыта |
Измерено |
Вычислено |
|||||||||
|
т1 ,кг |
l1,м |
A1, м |
n |
t1,c |
‹T1›,c |
|||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
5 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Среднее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
10. Увеличьте амплитуду колебаний данного маятника до 20 см, оставив массу т1 шарика, длину l1, маятника и число п колебаний прежними. Запишите их средние значения в таблицу 2.
№ опыта |
Измерено |
Вычислено |
|||||||
|
m2 ,кг |
l2,м |
A2, м |
п |
t2,c |
‹T2›,c |
|||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|||
5 |
|
|
|
|
|
|
|||
Среднее |
|
|
|
|
|
|
|||
11. Определите период Т2 колебаний этого маятника, проводя измерения и вычисления, указанные в пунктах 6—9. Результаты запишите в таблицу 2.
12. Увеличьте амплитуду колебаний данного маятника до A3= 30 см, оставив массу т3 шарика, длину l3, маятника и число п колебаний прежними. Запишите их средние значения таблицу 3.
13. Определите период T3 колебаний этого маятника, проводя измерения и вычисления, указанные в пунктах 6—9. Результаты запишите в таблицу 3.
14. По результатам измерений и вычислений сделайте вывод, зависит ли период малых колебаний маятника от амплитуды его колебаний Т(А).
№ опыта |
Измерено |
Вычислено |
|||||
m3 ,кг |
l3,м |
A3, м |
п |
t3,c |
‹T3›,c |
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||
3 |
|
|
|||||
4 |
|
|
|||||
5 |
|
|
|||||
Среднее |
|
|
|
|
|
|
|
6.2(б) Исследование зависимости периода колебаний маятника от массы шарика
15. Измерьте массу m шарика второго маятника не менее пяти раз. Вычислите среднее значение и результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 4.
16. Оставьте прежними длину l, маятника, амплитуду A, колебаний, число п колебаний. Измерьте не менее пяти раз промежуток времени, за который данный маятник совершит 40 полных колебаний. Заполните таблицу 4.
№ опыта |
Измерено |
Вычислено |
||||||
|
m4 ,кг |
l4,м |
A4, м |
п |
t4,c |
‹T4›,c |
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
|
|
|
|
||
17. Вычислите среднее значение промежутка времени t и периода ‹T4›, запишите их в таблицу 4. Сравните полученное значение периода колебаний с полученным в таблице 1. По результатам измерений и вычислений сделайте вывод, зависит ли период малых колебаний маятника от массы шарика Т(т).
6.3(в) Исследование зависимости периода колебаний маятника от длины нити.
Измените длину маятника, сначала l5 = 75 см и затем l6 =50 см. Повторите измерения периода колебаний, указанные в пунктах 6—9, оставив неизменными массу m, шарика и амплитуду А его колебаний. Запишите значения в таблицу 5 и в таблицу 6.
№ опыта
Измерено
Вычислено
m5 ,кг
l5,м
A5, м
п
t5,c
‹T5›,c
1
2
3
4
5
Среднее
№ опыта
Измерено
Вычислено
m6 ,кг
l6,м
A6, м
п
t6,c
‹T6›,c
1
2
3
4
5
Среднее
Вычислите средние значения длин маятника ‹l5›, ‹l6› промежутков времени ‹t5›, ‹t6› и периодов ‹T5›,‹T6›. Результаты запишите в таблицы 5 и 6.
20. По результатам измерений и вычислений сделайте вывод, зависит ли период малых колебаний маятника от его длины
Контрольные вопросы
1. Какую длину должен иметь секундный математический маятник?
2. Вычислите, каким должен быть период колебаний маятника длиной l =64 см.
3. Определите экспериментально период колебаний маятника длиной l = 64 см и сравните с рассчитанным значением.