Định luật về chu kì của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ

      81
- Chọn bài xích -Bài 1: Dao động điều hòaBài 2: Con nhấp lên xuống lò xoBài 3: Con nhấp lên xuống đơnBài 4: Dao đụng tắt dần. Dao hễ chống bứcBài 5: Tổng hợp hai xê dịch cân bằng thuộc pmùi hương, thuộc tần số. Phương pháp Fre-NenBài 6:Thực hành: Khảo giáp thực nghiệm các định qui định giao động của bé nhấp lên xuống đơn

Xem toàn thể tài liệu Lớp 12: trên đây

Giải Bài Tập Vật Lí 12 – Bài 6:Thực hành: Khảo liền kề thực nghiệm những định phương pháp giao động của nhỏ lắc 1-1 giúp HS giải bài tập, nâng cao tài năng tứ duy trừu tượng, bao quát, cũng giống như định lượng vào câu hỏi sinh ra các có mang với định qui định đồ lí:

I. Mục đích

+ Khảo ngay cạnh thực nghiệm nhằm vạc hiện tại ảnh hưởng của biên độ, khối lượng, chiều dài của nhỏ lắc solo đối với chu kì xê dịch T, trường đoản cú đó tìm ra cách làm tính chu kì

*
, với vận dụng vận tốc trọng ngôi trường g trên vị trí có tác dụng thử nghiệm.

II. Dụng nỗ lực thí nghiệm

Gồm:

+ Sở bố quả nặng nề các loại 50g

+ Sợi dây mhình ảnh không giãn dài khoảng tầm 1m

+ Giá xem sét sử dụng treo con nhấp lên xuống đối chọi có tổ chức cơ cấu kiểm soát và điều chỉnh chiều lâu năm của bé lắc đối chọi.

+ Đồng hồ bnóng giây (sai số ± 0,2s) hoặc đồng hồ hiện số tất cả cổng quang đãng điện.

+ Một thước đo chiều nhiều năm khoảng 500milimet.

+ Một tờ giấy kẻ ô milimet.

III. Tiến hành thí nghiệm

1. Chu kì dao động T của con lắc đơn nhờ vào vào biên độ giao động như vậy nào?

Tiến hành:

+ Quả nặng 50g, chiều dài nhỏ lắc đơn 50cm; kéo bé nhấp lên xuống lệch ngoài địa chỉ cân đối biên độ A = 3centimet.

+ Đo thời hạn con rung lắc tiến hành 10 dao động toàn phần (các lần đo thời hạn, ta đo tái diễn 5 lần, rồi mang giá chỉ trung bình)

+ Thực hiện tại phnghiền đo bên trên cùng với những cực hiếm không giống nhau của biên độ A (A = 3, 6, 9, 18cm)

Ghi hiệu quả vào bảng số liệu Bảng 6.1

Bảng 6.1: m = 50g, l = 50,0centimet

A (cm) sinα = A/l Góc lệch α (o) Thời gian 10 xấp xỉ t (s) Chu kì T (s)
A1 = 3,0 0,06 3,44o t1 = 14,32 ± 0,32 T1 = 1,432 ± 0,032
A2 = 6,0 0,12 6,89o t2 = 14,12 ± 0,đôi mươi T2 = 1,412 ± 0,020
A3 = 9,0 0,18 10,37o t3 = 14,54 ± 0,24 T3 = 1,454 ± 0,024
A4 = 18 0,36 21,1o t4 = 15,84 ± 0,31 T4 = 1,584 ± 0,031

Từ bảng số liệu đúc kết định mức sử dụng về chu kì của con nhấp lên xuống đối chọi giao động cùng với biên độ bé dại.

Định luật: Con lắc đối kháng xê dịch với biên độ bé dại (α o) thì xem là xê dịch cân bằng, chu kỳ của nhỏ lắc khi đó ko phụ thuộc vào vào biên độ giao động.


2. Chu kì giao động T của con rung lắc đối chọi phụ thuộc vào cân nặng m của nhỏ rung lắc như thế nào?

+ Chiều nhiều năm nhỏ nhấp lên xuống đối kháng thắt chặt và cố định 50cm, khối lượng của con rung lắc thứu tự là: 50; 100, 150g

+ Đo thời hạn 10 xấp xỉ toàn phần để xác định chu kì T

Bảng 6.2: l = 50,0centimet, A = 3centimet

m (g) Thời gian 10 dao động t (s) Chu kì T(s)
50 tA = 14,16 ± 0,26 TA = 1,416 ± 0,026
100 tB = 14,22 ± 0,trăng tròn TB = 1,422 ± 0,020
150 tC = 14,36 ± 0,28 TC = 1,436 ± 0,028

Từ bảng số liệu: Phát biểu định pháp luật về trọng lượng của con lắc đối kháng xê dịch bé dại (α o): Chu kỳ của con rung lắc solo xấp xỉ nhỏ tuổi (α > 10o) không nhờ vào vào khối lượng của nhỏ rung lắc.

3. Chu kì xê dịch T của con nhấp lên xuống solo phụ thuộc vào chiều nhiều năm của bé lắc như thế nào?

– Dùng nhỏ rung lắc đối kháng bao gồm khối lượng là 50g, chiều dài là 50centimet, Đo thời gian 10 dao động để khẳng định chu kì T1

– Tgiỏi đổi chiều lâu năm con rung lắc solo, không thay đổi trọng lượng, đo thời hạn 10 xấp xỉ nhằm tính chu kì T2 cùng T3

Bảng 6.3

Chiều lâu năm l (cm) Thời gian t = 10T (s) Chu kì T(s) T2 (s2) T2/l (s2/cm)
l1 = 50,0 ± 0,1 t1 = 14,29 ± 0,28 T1 = 1,429 ± 0,028 T12 = 2,0420 ± 0,0800 T12/l1 = 0,0408 ± 0,00168
l2 = 45,0 ± 0,1 t2 = 13,52 ± 0,24 T2 = 1,352 ± 0,024 T22 = 1,8279 ± 0,0649 T22/l1 = 0,0416 ± 0,00157
l3 = 60,0 ± 0,1 t3 = 15,78 ± 0,32 T3 = 1,578 ± 0,032 T32 = 2,4900 ± 0,1010 T32/l1 = 0,0415 ± 0,00175

– Vẽ trang bị thị biểu diễn sự dựa vào của T vào l. Rút ít ra dìm xét

– Vẽ vật thị trình diễn sự phụ thuộc của T2 vào l. Rút ít ra dìm xét

– Phát biểu định phương tiện về chiều dài của bé nhấp lên xuống 1-1.

4. Kết luận:

a) Từ các công dụng nhận được sống trên suy ra: Chu kỳ xê dịch của bé rung lắc solo với biên độ nhỏ dại, trên cùng một địa điểm, ko phụ thuộc vào vào cân nặng với biên độ xê dịch của con rung lắc mà tỉ lệ cùng với căn uống bậc hai chiều dài của con lắc theo công thức: T = a√l

Trong đó kết quả thể nghiệm mang lại ta giá trị a = 2,032

b) Theo công thức lí tngày tiết về chu kỳ xấp xỉ của nhỏ lắc solo xê dịch với biên độ nhỏ:

*

Trong đó

*
(với g lấy bằng 9,8m/s2)

So sánh tác dụng đo a cho thấy công thức (*) đã được nghiệm đúng.

c) Tính tốc độ trọng trường g trên vị trí làm thử nghiệm theo cực hiếm a nhận được từ bỏ thực nghiệm.


*

Báo cáo thực hành

Khảo cạnh bên thực nghiệm các định phương tiện xê dịch của bé lắc đơn

I. MỤC ĐÍCH THỰC HÀNH

+ Phát hiện nay ảnh hưởng của biên độ, cân nặng, chiều nhiều năm con nhấp lên xuống đối kháng so với chu kỳ luân hồi xấp xỉ T.

+ Từ kia tìm ra cách làm

*
cùng vận dụng tính gia tốc trọng trường g trên nơi làm cho phân tích.

II. CƠ STại LÍ THUYẾT

Trả lời các câu hỏi SGK

1.

Bạn đang xem: Định luật về chu kì của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ

Con nhấp lên xuống đối chọi bao gồm cấu tạo bao gồm một đồ gia dụng nhỏ tất cả cân nặng m được treo sinh hoạt đầu của một tua dây không dãn, cân nặng không đáng chú ý, nhiều năm l. Chiều dài 1 rất to lớn so với kích cỡ trái cầu. Chiều lâu năm của nhỏ rung lắc được khẳng định bằng cách đo khoảng cách tự điểm treo cố định và thắt chặt cho trung tâm của trái nặng.

Chiều nhiều năm l của bé lắc đối chọi được đo bằng thước đo của giá thí nghiệm dùng treo con lắc đơn có cơ cấu tổ chức kiểm soát và điều chỉnh chiều nhiều năm nhỏ rung lắc 1-1.

2. Để phân phát hiện nay sự dựa vào của chu kì xấp xỉ T của bé lắc đối chọi xấp xỉ với biên độ nhỏ vào biên độ xấp xỉ, ta khẳng định những chu kì xê dịch của cùng một con rung lắc với chiều dài 1 ko thay đổi, tuy nhiên bao gồm biên độ A chuyển đổi. Đo thời gian xê dịch có biên độ A khác biệt.

3. Để phạt hiện sự phụ thuộc vào chu kỳ xê dịch T của bé rung lắc đối kháng xê dịch cùng với biên độ nhỏ dại vào chiều nhiều năm nhỏ nhấp lên xuống đơn ta khảo sát chu kỳ luân hồi dao động T của con rung lắc đơn cùng với chiều nhiều năm tăng vọt, có 3 trường thích hợp có thể xảy ra:

+ l tăng thì T bớt

+ l tăng thì T không đổi tuyệt l ko phụ thuộcT

+ l tăng thì T tăng

4. Để xác minh chu kì T cùng với sai số ΔT = 0,02s khi dùng đồng hồ đeo tay bao gồm kyên giây. Ta bắt buộc đo thời gian t của N xê dịch toàn phần.

Trong quá trình đo t của đồng hồ đeo tay kim giây gồm không nên số là 0,2s bao gồm không nên số khinh suất khi bấm với không đúng số vẻ ngoài cần Δt = n.ΔT = 0,2 + 0,02 = 0,22s, vì vậy cần đo số giao động toàn phần N > 11 xấp xỉ.

III. KẾT QUẢ

1. Khảo gần kề ảnh hưởng của biên độ xê dịch so với chu kỳ T của nhỏ rung lắc đối chọi.

– Chu kỳ T1 = t1/10 = 1,432s; T2 = t2/10 = 1,412s; T3 = t3/10 = 1,454s.


– Phát biểu định cơ chế về chu kỳ luân hồi của nhỏ rung lắc 1-1 dao động cùng với biên độ nhỏ:

Con lắc đối kháng dao động cùng với biên độ nhỏ tuổi (α > 10o) thì coi là xê dịch ổn định, chu kỳ của con rung lắc khi ấy ko phụ thuộc vào biên độ xấp xỉ.

2.

Xem thêm: Các Phần Mềm Làm Sub Cho Video Tốt Nhất 2021, Top 5 Phần Mềm Chèn Sub Vào Video Tốt Nhất 2021

Khảo gần cạnh ảnh hưởng của khối lượng của con lắc m đối với chu kỳ xê dịch T.

+ Con lắc cân nặng mA gồm chu kỳ luân hồi TA = 1,416 ± 0,026

+ Con lắc cân nặng mB bao gồm chu kỳ luân hồi TB = 1,422 ± 0,020

+ Con lắc khối lượng mC gồm chu kỳ TC = 1,436 ± 0,028

Phát biểu định chính sách về trọng lượng của nhỏ rung lắc đơn:

Chu kỳ của bé rung lắc đơn xê dịch nhỏ dại (α > 10o) không nhờ vào vào trọng lượng của con rung lắc.

3. Khảo tiếp giáp ảnh hưởng của chiều dài nhỏ nhấp lên xuống 1-1 l đối với chu kỳ giao động T

Căn uống cứ đọng những kết quả đo và tính được theo bảng 6.3, vẽ đồ dùng thị màn biểu diễn sự dựa vào của T vào l và đồ gia dụng thị của T2 vào l:

*

*

Nhận xét:

a) Đường màn trình diễn T = f(l) gồm dạng cong lên cho thấy thêm rằng: Chu kỳ dao động T phụ thuộc vào đồng trở thành cùng với độ nhiều năm bé rung lắc đối chọi.

Đường biểu diễn T2 = F(l) bao gồm dạng đường trực tiếp qua nơi bắt đầu tọa độ cho biết rằng: Bình pmùi hương chu kỳ giao động T2 Phần Trăm cùng với độ lâu năm bé rung lắc đối chọi. T2 = k.l, suy ra T = a√l

– Phát biểu định vẻ ngoài về chiều lâu năm của bé rung lắc đơn:

“Chu kỳ giao động của bé lắc solo với biên độ bé dại, trên và một địa điểm, không nhờ vào vào khối lượng và biên độ dao động của bé lắc nhưng tỉ trọng với căn uống bậc hai phía dài của con rung lắc theo công thức: T = a√l cùng với a = √k trong số ấy a là thông số góc của mặt đường màn biểu diễn T2 = F(l).

b) Công thức lí tngày tiết về chu kỳ luân hồi xê dịch của bé lắc đơn giao động với biên độ nhỏ:

*

Đã được nghiệm đúng, cùng với tỉ số

*

Từ đó tính được tốc độ trọng ngôi trường g tại địa điểm làm cho thí nghiệm:


*

4. Xác định bí quyết về chu kỳ xấp xỉ của nhỏ rung lắc đơn: Từ các hiệu quả thực nghiệm suy ra: Chu kỳ xê dịch của bé nhấp lên xuống đơn xê dịch điều hòa cùng với biên độ nhỏ dại ko dựa vào vào cân nặng cùng biên độ xấp xỉ của con nhấp lên xuống mà tỉ lệ với căn uống bậc hai phía dài l của nhỏ lắc đối chọi và tỉ lệ nghịch với căn bậc hai của vận tốc rơi trường đoản cú chính do vị trí làm nghiên cứu, hệ số tỉ trọng bởi

*

Vậy

*

Bài 1 (trang 32 SGK Vật Lý 12): Dự đoán xem chu kì xấp xỉ T của một nhỏ rung lắc đơn dựa vào vào hầu hết đại lượng đặc trưng l, m, α của nó như thế nào? Làm phương pháp làm sao nhằm bình chọn từng dự đân oán kia bằng thí nghiệm?

Lời giải:

Dự đoán thù chu kì T của bé rung lắc đối chọi phụ thuộc vào đông đảo đại lượng đặc trưng chiều dài l, trọng lượng thiết bị nặng m, biên độ góc α0.

Để khám nghiệm từng dự đoán thù kia, ta đề nghị tiến hành thử nghiệm biến hóa một đại lượng với duy trì ko đổi hai đại lượng sót lại.

Bài 2 (trang 32 SGK Vật Lý 12): Chu kì dao động của nhỏ nhấp lên xuống đơn có phụ thuộc vào chỗ làm nghiên cứu hay không? Làm bí quyết như thế nào để phạt hiện nay điều này bởi thí nghiệm?

Lời giải:

Dự đoán thù chu kì dao động của bé nhấp lên xuống đơn nhờ vào vào vị trí làm cho thí điểm, để kiểm chứng dự đân oán kia, ta đề xuất triển khai thí nghiệm cùng với con nhấp lên xuống bao gồm chiều dài không thay đổi tại mọi vị trí khác nhau.

Bài 3 (trang 32 SGK Vật Lý 12): Có thể đo chu kì bé nhấp lên xuống đối chọi bao gồm chiều lâu năm l

Lời giải:

Không thể đo chu kì bé lắc đơn có chiều nhiều năm nhỏ dại rộng 10centimet bởi vì lúc ấy kích cỡ của quả nặng nề là đáng chú ý so với chiều dài dây, vì thế khó khăn tạo thành dao động với biên độ nhỏ dẫn cho khó khăn đo chu kì T.

Bài 4 (trang 32 SGK Vật Lý 12): Dùng bé nhấp lên xuống dài xuất xắc ngắn thêm đã mang lại hiệu quả chính xác rộng lúc xác minh gia tốc rơi tự do thoải mái g tại nơi làm thí nghiệm?

Lời giải:

Dùng con rung lắc nhiều năm để khẳng định gia tốc trọng ngôi trường g đến công dụng đúng mực rộng khi dùng con lắc nlắp vì chưng sai số tỉ đối