Фізика. Повторне видання. 7 клас. Бар’яхтар

Лабораторна робота № 5. Дослідження коливань нитяного маятника

Мета: переконатися на досліді, що період коливань нитяного маятника не залежить від амплітуди його коливань і маси тягарця, проте залежить від довжини нитки.

Обладнання: дві невеличкі важкі кульки відомих мас; дві міцні нерозтяжні нитки завдовжки 1,05-1,1 м; лінійка (мірна стрічка); штатив із муфтою та кільцем; секундомір.

ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як виконувати роботу, переконайтеся, що ви знаєте відповіді на такі запитання:

  • 1) Що називають амплітудою коливань?
  • 2) За якою формулою можна обчислити період коливань?

2. Визначте ціну поділки шкали лінійки.

3. Запишіть значення мас кульок до табл. 2.

4. Закріпіть кульки на нитках.

Експеримент. Опрацювання результатів експерименту

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки (див. форзац підручника).

1. Установіть на краю стола штатив. Біля його верхнього кінця закріпіть за допомогою муфти кільце й підвісьте до нього одну з кульок на нитці так, щоб довжина одержаного маятника становила 1 м. Пересуваючи муфту вздовж штатива, установіть її на такій висоті, щоб кулька була на відстані 3-5 см від розташованої на підлозі лінійки (див. рисунок).

2. Дослідіть залежність періоду коливань маятника від його амплітуди. Для цього:

  • 1) відхиливши маятник на відстань 2-3 см від положення рівноваги і відпустивши, виміряйте час, за який маятник виконає 20 коливань; визначте період коливань;
  • 2) повторіть дослід, збільшивши амплітуду коливань до 5-6 см;
  • 3) результати вимірювань та обчислень занесіть до табл. 1.

Таблиця 1

Номер досліду

Довжина нитки l, м

Амплітуда коливань A, м

Число коливань N

Час коливань t, с

Період коливань T, с

1

1

2

1

3. Дослідіть залежність періоду коливань маятника від його маси. Для цього:

  • 1) перенесіть із табл. 1 до табл. 2 результати досліду № 1;
  • 2) повторіть дослід для другого маятника (іншої маси); амплітуда коливань має становити 2-3 см. Зверніть увагу: довжини першого та другого маятників мають бути однаковими.
  • 3) результати вимірювань і обчислень занесіть до табл. 2.

Таблиця 2

Номер досліду

Довжина нитки l, м

Маса кульки m, кг

Число коливань N

Час коливань t, с

Період коливань T, с

1

1

3

1

4. Дослідіть залежність періоду коливань маятника від його довжини. Для цього:

  • 1) перенесіть із табл. 1 до табл. 3 результати досліду № 1;
  • 2) повторіть дослід, зменшивши довжину першого маятника до 25 см; амплітуда коливань має становити 2-3 см;
  • 3) результати вимірювань і обчислень занесіть до табл. 3.

Таблиця 3

Номер досліду

Довжина нитки l, м

Число коливань N

Час коливань t, с

Період коливань T, с

1

1

4

0,25

Аналіз експерименту та його результатів

Проаналізувавши результати, зробіть висновок, у якому зазначте: 1) які величини ви навчилися вимірювати; 2) які чинники вплинули на точність одержаних результатів; 3) чи залежить період коливань маятника від амплітуди коливань, маси тягарця, довжини маятника.

Творче завдання

Не виконуючи вимірювань, визначте період коливань маятника завдовжки 4 м, амплітуда коливань якого 10 см, а маса — 300 г. Вважайте, що маятник розташований у тому самому кабінеті, де ви виконували лабораторну роботу. Свою відповідь обґрунтуйте.

ГДЗ до підручника можна знайти тут.