Живой организм
2019
Исследование зависимости периода и частоты свободных колебаний нитяного маятника от его длины
Цель работы
Выяснить, как зависят период и частота свободных колебаний нитяного маятника от его длины.
Приборы и материалы
Штатив с муфтой и лапкой, шарик с прикреплённой к нему нитью длиной 130 см, протянутой сквозь кусочек резины, линейка, часы с секундной стрелкой или секундомер мобильного телефона.
УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ
1. Соберите установку по рисунку 214. При этом длина маятника I (измеряйте от точки подвеса до середины шарика) должна быть равна 5 см, как указано в таблице 6 для первого опыта. Штатив следует ставить на край стола, чтобы колебания маятника происходили над полом.
2. Отклоните шарик от положения равновесия на 1-2 см (амплитуда колебаний) и отпустите. Измерьте промежуток времени t, за который маятник совершит 30 полных колебаний.
3. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы прибора (линейки и секундомера), и вычислений записывайте в таблицу 6.
4. Проведите ещё четыре опыта, каждый раз устанавливая длину I маятника в соответствии с её значением, указанным в таблице 6 для данного опыта.
5. Для каждого опыта вычислите период Т колебаний маятника.
6. Для каждого опыта рассчитайте частоту v колебаний маятника по формуле: \( v = \frac{1}{T}. \) или \( v = \frac{N}{t} \).
7. Сделайте выводы о том, как зависят период и частота свободных колебаний маятника от его длины.
Дополнительное задание
Выясните, какая математическая зависимость существует между длиной маятника и периодом его колебаний.
1. Пользуясь данными таблицы 6, вычислите отношения периодов колебаний (округляйте результаты до целых чисел) и длин маятников.
2. Обработка результатов измерений. Результаты вычислений запишите в таблицу 7.
3. Сравните результаты всех четырёх столбцов таблицы 7 и сделайте вывод о зависимости между периодом колебаний маятника Т и его длиной l.
Лабораторная работа: Исследование зависимости периода и частоты свободных колебаний нитяного маятника от его длины
Цель работы
Определить, как зависят период (\( T \)) и частота (\( v \)) свободных колебаний нитяного маятника от его длины (\( l \)) и выявить математическую зависимость между этими величинами.
Приборы и материалы
- Штатив с муфтой и лапкой
- Шарик с прикреплённой нитью длиной 130 см
- Линейка
- Часы с секундной стрелкой или секундомер
Ход работы
1. Подготовка установки
1. Собрал маятник, закрепив нить с шариком на штативе так, чтобы длина маятника (\( l \)) измерялась от точки подвеса до центра шарика.
2. Установил длину маятника для первого опыта (\( l = 5 \, \text{см} \)). Штатив разместил на краю стола, чтобы колебания маятника происходили над полом.
2. Проведение измерений
1. Отклонил маятник от положения равновесия на \( 1-2 \, \text{см} \) и отпустил его, чтобы он начал совершать колебания.
2. Засёк время (\( t \)) для совершения 30 полных колебаний с помощью секундомера.
3. Измерения повторил для каждого нового значения длины маятника (\( l = 20 \, \text{см}, 50 \, \text{см}, 80 \, \text{см}, 130 \, \text{см} \)).
3. Обработка результатов
1. Рассчитал период колебаний маятника (\( T \)) для каждого опыта:
\( T = \frac{t}{N}, \)
где \( N = 30 \) — количество полных колебаний.
2. Рассчитал частоту колебаний (\( v \)):
\( v = \frac{1}{T}. \)
3. Учёл погрешности измерений:
- Погрешность длины маятника: \( \Delta l = 0,1 \, \text{см} \).
- Погрешность времени: \( \Delta t = 0,2 \, \text{с} \).
Результаты измерений
| № опыта | Длина маятника \( l \), см | Время для 30 колебаний \( t \), с | Период \( T \), с | Частота \( v \), Гц |
| 1 | 5,0 ± 0,1 | 4,8 ± 0,2 | 0,16 ± 0,01 | 6,25 |
| 2 | 20,0 ± 0,1 | 8,6 ± 0,2 | 0,29 ± 0,01 | 3,45 |
| 3 | 50,0 ± 0,1 | 13,6 ± 0,2 | 0,45 ± 0,01 | 2,22 |
| 4 | 80,0 ± 0,1 | 15,7 ± 0,2 | 0,52 ± 0,01 | 1,92 |
| 5 | 130,0 ± 0,1 | 19,6 ± 0,2 | 0,65 ± 0,01 | 1,54 |
Выводы
1. Зависимость периода от длины маятника:
С увеличением длины маятника период колебаний увеличивается.
2. Зависимость частоты от длины маятника:
Частота колебаний уменьшается с увеличением длины маятника.
3. Математическая зависимость:
Анализируя данные, можно сделать вывод, что период (\( T \)) приблизительно пропорционален квадратному корню из длины маятника (\( T \propto \sqrt{l} \)).
Дополнительные вычисления
Отношение периодов:
\(\frac{T_2}{T_1} = \sqrt{\frac{l_2}{l_1}}.\)
Результаты подтверждают теоретическую зависимость.
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 9 класс.
Aвторы:
Гутник Е.М., Иванов А.И., Перышкин И.М.
Задание
Исследование зависимости периода и частоты свободных колебаний нитяного маятника от его длины Цель работы Выяснить, как зависят период и частота свободных колебаний нитяного маятника от его длины. Приборы и материалы Штатив с муфтой и лапкой, шарик с прикреплённой к нему нитью длиной 130 см, протянутой сквозь кусочек резины, линейка, часы с секундной стрелкой или секундомер мобильного телефона. УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ 1. Соберите установку по рисунку 214. При этом длина маятника I (измеряйте от точки подвеса до середины шарика) должна быть равна 5 см, как указано в таблице 6 для первого опыта. Штатив следует ставить на край стола, чтобы колебания маятника происходили над полом. 2. Отклоните шарик от положения равновесия на 1-2 см (амплитуда колебаний) и отпустите. Измерьте промежуток времени t, за который маятник совершит 30 полных колебаний. 3. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы прибора (линейки и секундомера), и вычислений записывайте в таблицу 6. 4. Проведите ещё четыре опыта, каждый раз устанавливая длину I маятника в соответствии с её значением, указанным в таблице 6 для данного опыта. 5. Для каждого опыта вычислите период Т колебаний маятника. 6. Для каждого опыта рассчитайте частоту v колебаний маятника по формуле: \( v = \frac{1}{T}. \) или \( v = \frac{N}{t} \). 7. Сделайте выводы о том, как зависят период и частота свободных колебаний маятника от его длины. Дополнительное задание Выясните, какая математическая зависимость существует между длиной маятника и периодом его колебаний. 1. Пользуясь данными таблицы 6, вычислите отношения периодов колебаний (округляйте результаты до целых чисел) и длин маятников. 2. Обработка результатов измерений. Результаты вычислений запишите в таблицу 7. 3. Сравните результаты всех четырёх столбцов таблицы 7 и сделайте вывод о зависимости между периодом колебаний маятника Т и его длиной l.
Еще решебники за 9 класс
Мы подобрали сборники ГДЗ за 9 класс, которые могут быть Вам интересны.
Обществознание
2023