Global EE

Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00015679

Задание №17. Лабораторная Работа

Механика

№2. Задание 17

ID: 00015679

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 посчитайте частоту колебаний для случая, когда длина нити равна $50$ см. Абсолютную погрешность измерения времени принять равной $\pm 5$ с.

В бланке ответов:

1) сделайте рисунок или описание экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчёта частоты колебаний;

3) укажите результаты прямых измерений числа колебаний и времени колебаний (с учётом абсолютной погрешности);

4) запишите численное значение частоты колебаний маятника.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Частоту маятника напрямую секундомером не «увидишь» — секундомер показывает только время. Поэтому хитрость такая: засекаем время не одного, а сразу $30$ колебаний (так точнее), а потом делим число колебаний на это время. Частота — это «сколько колебаний в одну секунду».

Шаг 1. Установка

Грузик на нити подвешиваем к лапке штатива — получается нитяной маятник. Длину нити по линейке делаем $l=50$ см $=0{,}5$ м. Отклоняем грузик на небольшой угол и отпускаем.

Шаг 2. Формула

Частота — число колебаний за секунду: $\nu=\dfrac{N}{t}$, где $N=30$ — число колебаний, $t$ — измеренное время этих $30$ колебаний.

Шаг 3. Измерение и расчёт

Для длины $0{,}5$ м период маятника $T=2\pi\sqrt{l/g}\approx 1{,}4$ с, поэтому $30$ колебаний длятся примерно $t=(42\pm 5)$ с. Тогда $\nu=\dfrac{N}{t}=\dfrac{30}{42}\approx 0{,}71$ Гц.

Ответ: частота колебаний маятника $\nu=\dfrac{N}{t}\approx 0{,}7$ Гц (при $N=30$ и $t\approx(42\pm5)$ с).

Ответ

$\nu \approx 0{,}7$ Гц (при $N=30$ и $t\approx(42\pm5)$ с)

Видеоразбор

Другие задания по теме «Механика» (8)