Khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đơn

Bài 6:Thực hành: khảo sát điều tra thực nghiệm các định luật dao động của nhỏ lắc đơn

I. Mục đích

+ khảo sát thực nghiệm để phát hiện tác động của biên độ, khối lượng, chiều lâu năm của con lắc đơn so với chu kì xê dịch T, từ đó tìm ra phương pháp tính chu kì

*
, và ứng dụng vận tốc trọng ngôi trường g tại khu vực làm thí nghiệm.

II. Cách thức thí nghiệm

Gồm:

+ Bộ cha quả nặng một số loại 50g

+ tua dây mảnh ko giãn dài khoảng 1m

+ giá bán thí nghiệm cần sử dụng treo nhỏ lắc 1-1 có tổ chức cơ cấu điều chỉnh chiều lâu năm của bé lắc đơn.

Bạn đang xem: Khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đơn

+ Đồng hồ bấm giây (sai số ± 0,2s) hoặc đồng hồ hiện số gồm cổng quang điện.

+ Một thước đo chiều dài khoảng chừng 500mm.

+ Một tờ giấy kẻ ô milimet.

III. Triển khai thí nghiệm

1. Chu kì xấp xỉ T của con lắc đơn nhờ vào vào biên độ dao động như thế nào?

Tiến hành:

+ Quả nặng nề 50g, chiều dài nhỏ lắc solo 50cm; kéo bé lắc lệch ngoài vị trí cân đối biên độ A = 3cm.

Xem thêm: Tổng Đài Hỗ Trợ Hsbc - Hotline Ngân Hàng Hsbc Là Gì

+ Đo thời gian con lắc thực hiện 10 xấp xỉ toàn phần (mỗi lần đo thời gian, ta đo tái diễn 5 lần, rồi đem giá trung bình)

+ thực hiện phép đo bên trên với các giá trị khác biệt của biên độ A (A = 3, 6, 9, 18cm)

Ghi kết quả 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 xấp xỉ 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 đúc kết định phương tiện về chu kì của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ.

Định luật: bé lắc đơn dao động với biên độ bé dại (α o) thì xem như là dao cồn điều hòa, chu kỳ luân hồi của bé lắc lúc đó không phụ thuộc vào biên độ dao động.

2. Chu kì giao động T của bé lắc đơn phụ thuộc vào trọng lượng m của con lắc như vậy nào?

+ Chiều dài nhỏ lắc đơn cố định và thắt chặt 50cm, khối lượng của bé lắc thứu tự là: 50; 100, 150g

+ Đo thời hạn 10 xấp xỉ toàn phần để xác 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 phép tắc về khối lượng của nhỏ lắc 1-1 dao động bé dại (α o): chu kỳ luân hồi của nhỏ lắc đối chọi dao động bé dại (α > 10o) không dựa vào vào cân nặng của con lắc.

3. Chu kì xê dịch T của con lắc đơn dựa vào vào chiều nhiều năm của con lắc như thế nào?

- Dùng bé lắc đối kháng có cân nặng là 50g, chiều nhiều năm là 50cm, Đo thời gian 10 dao động để xác định chu kì T1

- biến hóa chiều dài con lắc đơn, không thay đổi khối lượng, đo thời gian 10 giao động để tính chu kì T2 và T3

Bảng 6.3

Chiều lâu năm 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 vật dụng thị trình diễn sự phụ thuộc của T vào l. Rút ra nhận xét

- Vẽ thứ thị màn biểu diễn sự phụ thuộc vào của T2 vào l. Rút ra dìm xét

- phát biểu định nguyên lý về chiều nhiều năm của bé lắc đơn.

4. Kết luận:

a) từ các kết quả nhận được làm việc trên suy ra: Chu kỳ xấp xỉ của nhỏ lắc đối kháng với biên độ nhỏ, tại và một nơi, không phụ thuộc vào vào trọng lượng và biên độ xấp xỉ của bé lắc nhưng tỉ lệ cùng với căn bậc hai chiều dài của bé lắc theo công thức: T = a√l

Trong đó tác dụng thí nghiệm đến ta giá trị a = 2,032

b) Theo phương pháp lí thuyết về chu kỳ xê dịch của bé lắc đơn xấp xỉ với biên độ nhỏ:

*

Trong đó

*
(với g lấy bằng 9,8m/s2)

So sánh tác dụng đo a cho thấy thêm công thức (*) đã được nghiệm đúng.

c) Tính vận tốc trọng ngôi trường g tại khu vực làm xem sét theo giá trị a nhận được từ thực nghiệm.