Используя штатив с муфтой и лапкой, груз с прикреплённой к нему нитью, метровую линейку и секундомер, соберите экспериментальную установку для исследования свободных колебаний нитяного маятника. Определите время 30 полных колебаний и вычислите период колебаний для случая, когда длина маятника равна 1 м. Абсолютную погрешность измерения интервала времени принять равной ±5 с.
В бланке ответов укажите ответ на пункт 4:
сделайте рисунок экспериментальной установки;
запишите формулу для расчёта периода колебаний;
Укажите результаты прямых измерений числа колебаний и времени колебаний (с учётом абсолютной погрешности измерения времени);
запишите численное значение периода колебаний маятника.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
l = 1 \text{ м}, \quad n = 30 \text{ колебаний}, \quad \Delta t = \pm 5 \text{ с}
Найти:
T — период колебаний
⠀
Решение:
Рисунок установки: штатив с лапкой, к которой прикреплена нить длиной l = 1 \text{ м}; на конце нити — груз (шарик). Маятник отклоняют и отпускают, считая полные колебания.
Формула для расчёта периода через измеренное время:
T = \frac{t}{n}
Прямые измерения:
- число колебаний: n = 30
- время 30 колебаний: t = (60 \pm 5) \text{ с}
Вычисление периода:
T = \frac{t}{n} = \frac{60}{30} = 2 \text{ с}
Для справки: теоретическое значение периода нитяного маятника при l = 1 \text{ м}:
T_\text{теор} = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}} = 2\pi\sqrt{\frac{1}{10}} \approx 2\pi \cdot 0{,}316 \approx 2{,}0 \text{ с}
Результат измерения совпадает с теоретическим.
Ответ
T = 2 с
Видеоразбор
Задание 17 ОГЭ по физике: Используя штатив с муфтой и лапкой, груз с прикреплённой к нему… | Global EE
