Global EE

Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00017816

Задание №17. Лабораторная Работа

Механика

№2. Задание 17

ID: 00017816

Используя штатив с муфтой и лапкой, шарик с прикреплённой к нему нитью, линейку и часы с секундной стрелкой (или секундомер), соберите экспериментальную установку для исследования зависимости частоты свободных колебаний нитяного маятника от длины нити. Определите время $30$ полных колебаний и вычислите частоту колебаний для трёх случаев, когда длина нити равна соответственно $1$ м, $0{,}5$ м и $0{,}25$ м. Абсолютную погрешность измерения интервалов времени принять равной $\pm 4$ с.

В бланке ответов № 2:

1) сделайте рисунок или описание экспериментальной установки;

2) укажите результаты прямых измерений числа колебаний и времени колебаний для трёх длин нити маятника в виде таблицы (для измерения времени укажите абсолютную погрешность измерения);

3) вычислите частоту колебаний для каждого случая и результаты занесите в таблицу;

4) сформулируйте вывод о зависимости частоты свободных колебаний нитяного маятника от длины нити.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Частоту секундомер не покажет — он меряет только время. Поэтому засекаем время сразу $30$ колебаний (так точнее), а частоту считаем как «число колебаний на время»: $\nu=\dfrac{N}{t}$. Делаем так для трёх длин нити и смотрим, как меняется частота: у длинного маятника колебания медленнее, у короткого — чаще.

Шаг 1. Установка и формула

Шарик на нити подвешиваем к лапке штатива, длину нити меряем линейкой. Частота: $\nu=\dfrac{N}{t}$, где $N=30$.

Шаг 2. Измерения и расчёт

Для каждой длины засекаем время $30$ колебаний (с погрешностью $\pm4$ с) и делим $30$ на это время:

$l=1$ м: $t\approx(60\pm4)$ с, $\nu=\dfrac{30}{60}\approx 0{,}5$ Гц;
$l=0{,}5$ м: $t\approx(42\pm4)$ с, $\nu=\dfrac{30}{42}\approx 0{,}71$ Гц;
$l=0{,}25$ м: $t\approx(30\pm4)$ с, $\nu=\dfrac{30}{30}\approx 1{,}0$ Гц.

Шаг 3. Вывод

Чем короче нить, тем больше частота: при уменьшении длины нити частота свободных колебаний нитяного маятника увеличивается.

Ответ: частота считается по формуле $\nu=\dfrac{N}{t}$; при уменьшении длины нити ($1\to0{,}5\to0{,}25$ м) частота растёт (примерно $0{,}5\to0{,}71\to1{,}0$ Гц), то есть чем короче нить, тем выше частота колебаний.

Ответ

Частота вычисляется по формуле $\nu=\dfrac{N}{t}$; при уменьшении длины нити ($1\to0{,}5\to0{,}25$ м) частота растёт (примерно $0{,}5$; $0{,}71$; $1{,}0$ Гц) — чем короче нить, тем выше частота колебаний.

Видеоразбор

Другие задания по теме «Механика» (8)