Необходимо при помощи маятника экспериментально определить ускорение свободного падения. Для этого школьник взял штатив с муфтой и лапкой, нить и секундомер.
Какие два предмета из приведённого ниже перечня оборудования необходимо дополнительно использовать для проведения этого эксперимента?
1) электронные весы
2) алюминиевый шарик
3) динамометр
4) линейка
5) мензурка
В ответ запишите номера выбранного оборудования.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
Школьник располагает: штатив с муфтой и лапкой, нить, секундомер.
Найти:
Два дополнительных предмета из списка для определения $g$.
Решение:
Идея эксперимента — собрать математический маятник и измерить период его малых колебаний:
$$T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$$
Возводим в квадрат и выражаем ускорение свободного падения:
$$g = \frac{4\pi^2 L}{T^2}$$
Для расчёта необходимо измерить:
1. Длину нити $L$ — нужна линейка (пункт 4).
2. Период $T$ — нужен секундомер (уже есть).
Кроме того, к нити необходимо подвесить груз, иначе маятник не образуется. Из списка подходит алюминиевый шарик (пункт 2).
Электронные весы, динамометр и мензурка для определения $g$ через период не нужны.
Итог: дополнительно нужны алюминиевый шарик (2) и линейка (4).
