Bài 6:Thực hành: khảo sát thực nghiệm những định luật dao động của con lắc đơn

I. Mục đích

+ khảo sát điều tra thực nghiệm để phát hiện ảnh hưởng của biên độ, khối lượng, chiều nhiều năm của con lắc đơn so với chu kì giao động T, từ đó tìm ra bí quyết tính chu kì

*
, và ứng dụng tốc độ trọng trường g tại chỗ làm thí nghiệm.

II. Phép tắc thí nghiệm

Gồm:

+ Bộ bố quả nặng các loại 50g

+ sợi dây mảnh ko giãn dài khoảng 1m

+ giá chỉ thí nghiệm sử dụng treo bé lắc đối chọi có cơ cấu tổ chức điều chỉnh chiều nhiều năm của con lắc đơn.

Bạn đang xem: Bài thực hành lý 12

+ Đồng hồ bấm giây (sai số ± 0,2s) hoặc đồng hồ thời trang hiện số tất cả cổng quang đãng điện.

+ Một thước đo chiều dài khoảng 500mm.

+ Một tờ giấy kẻ ô milimet.

III. Tiến hành thí nghiệm

1. Chu kì giao động T của nhỏ lắc đơn phụ thuộc vào vào biên độ dao động như thế nào?

Tiến hành:

+ Quả nặng trĩu 50g, chiều dài con lắc đối chọi 50cm; kéo bé lắc lệch khỏi vị trí cân bằng biên độ A = 3cm.

+ Đo thời gian con lắc triển khai 10 xê dịch toàn phần (mỗi lần đo thời gian, ta đo tái diễn 5 lần, rồi đem giá trung bình)

+ tiến hành phép đo bên trên với các giá trị khác nhau của biên độ A (A = 3, 6, 9, 18cm)

Ghi tác dụng vào bảng số liệu Bảng 6.1

Bảng 6.1: m = 50g, l = 50,0cm

A (cm)sinα = A/l Góc lệch α (o)Thời gian 10 xê dịch t (s)Chu kì T (s)
A1 = 3,00,063,44ot1 = 14,32 ± 0,32T1 = 1,432 ± 0,032
A2 = 6,00,126,89ot2 = 14,12 ± 0,20T2 = 1,412 ± 0,020
A3 = 9,00,1810,37ot3 = 14,54 ± 0,24T3 = 1,454 ± 0,024
A4 = 180,3621,1ot4 = 15,84 ± 0,31T4 = 1,584 ± 0,031

Từ bảng số liệu rút ra định điều khoản về chu kì của con lắc đơn xấp xỉ với biên độ nhỏ.

Định luật: con lắc đơn xê dịch với biên độ bé dại (α o) thì coi là dao đụng điều hòa, chu kỳ luân hồi của con lắc lúc ấy không nhờ vào vào biên độ dao động.

2. Chu kì xấp xỉ T của con lắc đơn phụ thuộc vào vào trọng lượng m của bé lắc như thế nào?

+ Chiều dài bé lắc đơn cố định và thắt chặt 50cm, trọng lượng của bé lắc theo lần lượt là: 50; 100, 150g

+ Đo thời hạn 10 xấp xỉ toàn phần để khẳng định chu kì T

Bảng 6.2: l = 50,0cm, A = 3cm

m (g)Thời gian 10 dao động t (s)Chu kì T(s)
50tA = 14,16 ± 0,26TA = 1,416 ± 0,026
100tB = 14,22 ± 0,20TB = 1,422 ± 0,020
150tC = 14,36 ± 0,28TC = 1,436 ± 0,028

Từ bảng số liệu: tuyên bố định mức sử dụng về khối lượng của bé lắc đối kháng dao động nhỏ tuổi (α o): chu kỳ của nhỏ lắc solo dao động nhỏ (α > 10o) không phụ thuộc vào cân nặng của bé lắc.

3. Chu kì xê dịch T của nhỏ lắc đơn dựa vào vào chiều lâu năm của bé lắc như vậy nào?

- Dùng con lắc đối kháng có khối lượng là 50g, chiều lâu năm là 50cm, Đo thời hạn 10 dao động để khẳng định chu kì T1

- chuyển đổi chiều dài con lắc đơn, không thay đổi khối lượng, đo thời hạn 10 xê dịch để tính chu kì T2 cùng T3

Bảng 6.3

Chiều dài l (cm)Thời gian t = 10T (s)Chu kì T(s)T2 (s2) T2/l (s2/cm)
l1 = 50,0 ± 0,1t1 = 14,29 ± 0,28T1 = 1,429 ± 0,028T12 = 2,0420 ± 0,0800 T12/l1 = 0,0408 ± 0,00168
l2 = 45,0 ± 0,1t2 = 13,52 ± 0,24T2 = 1,352 ± 0,024T22 = 1,8279 ± 0,0649 T22/l1 = 0,0416 ± 0,00157
l3 = 60,0 ± 0,1t3 = 15,78 ± 0,32T3 = 1,578 ± 0,032T32 = 2,4900 ± 0,1010 T32/l1 = 0,0415 ± 0,00175

- Vẽ thiết bị thị màn trình diễn sự nhờ vào của T vào l. Rút ra dấn xét

- Vẽ trang bị thị màn biểu diễn sự phụ thuộc của T2 vào l. Rút ra nhận xét

- phát biểu định chế độ về chiều dài của nhỏ lắc đơn.

Xem thêm: Điểm Chuẩn Đại Học Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp Năm 2021, Điểm Chuẩn Trường Đại Học Kinh Tế Kỹ Thuật

4. Kết luận:

a) trường đoản cú các kết quả nhận được ngơi nghỉ trên suy ra: Chu kỳ dao động của nhỏ lắc đối chọi với biên độ nhỏ, tại và một nơi, không phụ thuộc vào trọng lượng và biên độ xấp xỉ của con lắc nhưng mà tỉ lệ với căn bậc hai chiều dài của bé lắc theo công thức: T = a√l

Trong đó tác dụng thí nghiệm cho ta cực hiếm a = 2,032

b) Theo công thức lí thuyết về chu kỳ xê dịch của con lắc đơn giao động với biên độ nhỏ:

*

Trong đó

*
(với g lấy bởi 9,8m/s2)

So sánh kết quả đo a cho thấy thêm công thức (*) đã có được nghiệm đúng.

c) Tính tốc độ trọng ngôi trường g tại nơi làm thể nghiệm theo giá trị a chiếm được từ thực nghiệm.