Лабораторные работы → номер 4 Цель работы: Изучить колебательное движение нитяного маятника и определить его период и частоту, выяснить как эти характеристики зависят от длины маятника.
В повседневной жизни мы достаточно часто наблюдаем колебательные процессы. Это смена дня и ночи, вращение Луны вокруг Земли, вибрация струн у музыкальных инструментов, колебания маятника часов и т. д. В колебательном движение изменение какой-либо величины (например, скорости или смещения тела от положения равновесия) повторяется в точности через совершенно определенное время — период.
Рассмотрим колебания нитяного маятника, т. е. небольшого тела (например, шарика), подвешенного на нити, длина которой значительно превышает размеры самого тела. Если шарик отклонить от положения равновесия и отпустить, то он начнет колебаться. Сначала маятник движется с нарастающей скоростью вниз. В положении равновесия скорость шарика не равна нулю, и он по инерции движется вверх. По достижении наивысшего положения шарик снова начинает двигаться вверх.
Колебательное движение характеризуют амплитудой, периодом и частотой колебаний.
Период — это время, за которое тело совершает одно колебание.
Частота — это число колебаний, совершаемых за единицу времени.
Пример выполнения работы:
Вычисления:
Период и частота в 1-ом опыте:
Период и частота во 2-ом опыте:
Вывод:
Входе проделанного эксперимента выявили зависимость между периодом и длиной нити. При уменьшении длины нити в 4 раза, период, определенный опытным путем, уменьшается
Примерно в 2 раза. Таким образом
С зависимостью
Частоты от длины нити дело обстоит наоборот. Если в опыте длину нити уменьшить в 4 раза, то частота увеличивается примерно в 2
Раза, т. е.
