11 класс · BelPhO

Как устоять на иголке!

BelPhO · Городская · 2009

Условие

Решение на сайте · без автопроверки

Задание 2. «Как устоять на иголке!»»

В данной работе вам необходимо экспериментально исследовать два типа колебаний маятника с двумя спицами. Не увлекайтесь теоретическими расчетами – они сложны и громоздки (и не оцениваются!). От Вас требуются тщательные и аккуратные измерения и разумные качественные объяснения полученных результатов.

Часть 1. Изготовление маятника.

Изготовьте маятник, как показано на фотографиях. Проткните ластик двумя спицами симметрично, так, чтобы спицы располагались под углом около к горизонту (примерно под прямым углом друг к другу). В качестве упора используйте

две пары булавок – одна в плоскости спиц; вторая в перпендикулярной плоскости.

Вдвигая и выдвигая эти пары, Вы можете изучать продольные (в плоскости спиц, вокруг оси ; будем обозначать период этих колебаний ) и поперечные (перпендикулярно плоскости спиц, вокруг оси , их период - ) колебания. Прикрепите к столу с помощью скотча деревянную линейку, так чтобы ее конец примерно на 7-10 см выступал над краем стола. Маятник поставьте на конец линейки. Убедитесь, что маятник может совершать как продольные, так и поперечные колебания (для этого нужно выдвигать нужные пары булавок – упоров).

Расстояние от концов булавок упоров до ластика примерно 1 см.

В качестве изменяемого (и легко измеряемого) параметра маятника используется длина свободной части спицы - расстояние от ластика до конца спицы.

1.1 Измерьте длину спиц и угол между ними, приведите полученные значения в вашей тетради.

Часть 2. Изучение колебаний.

2.1 Измерьте зависимости периодов продольных и поперечных колебаний от длины свободной части спицы . Постройте графики полученных зависимостей.

Оцените погрешность измерения периода. Достаточно для одного типа колебаний и одного значения , для остальных значение погрешности будет приблизительно таким же.

При проведении измерений изменяйте длины нижних частей спиц (параметр ). Для каждой установки спиц измерьте периоды продольных и поперечных колебаний (вдвигать и выдвигать булавки легче, чем спицы).

Помните – оценивается диапазон изменения параметров!

2.2 При функция зависимости периода колебаний от параметра имеет слабый минимум. Проведите дополнительные экспериментальные исследования в этой области. Определите значение , при котором период поперечных колебаний минимален и значение этого периода .

Постарайтесь получить значения этих величин с меньшей погрешностью.

Оценивать сами погрешности в данном пункте не следует!

2.3 Постройте график зависимости отношения периодов колебаний от длины свободной части спицы . Качественно объясните полученную зависимость.

2.4 При больших отношение остается приблизительно постоянным. Укажите диапазон изменения , в пределах которого это отношение можно считать постоянным. Определите значение этого отношения и его погрешность.

Моё решение

Запиши ход решения, затем сравни его с опубликованным разбором. Ответ сохраняется в этой вкладке до её закрытия.

Оригинал на BelPhO

Все задачи