Bài 6:Thực hành: khảo sát điều tra thực nghiệm các định luật xê dịch của bé lắc đơn

I. Mục đích

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

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

II. Cách thức thí nghiệm

Gồm:

+ Bộ cha quả nặng nhiều loại 50g

+ gai dây mảnh không giãn dài khoảng tầm 1m

+ giá bán thí nghiệm cần sử dụng treo con lắc đối kháng có tổ chức cơ cấu điều chỉnh chiều lâu năm của con lắc đơn.

Bạn đang xem: Định luật về chu kì của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ

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

+ Một thước đo chiều dài khoảng 500mm.

+ Một tờ giấy kẻ ô milimet.

III. Thực hiện thí nghiệm

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

Tiến hành:

+ Quả nặng nề 50g, chiều dài nhỏ lắc 1-1 50cm; kéo nhỏ lắc lệch khỏi vị trí cân bằng biên độ A = 3cm.

+ Đo thời gian con lắc tiến hành 10 giao động toàn phần (mỗi lần đo thời gian, ta đo lặp lại 5 lần, rồi mang giá trung bình)

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

Ghi công 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 giải pháp về chu kì của bé lắc đơn xấp xỉ với biên độ nhỏ.

Định luật: bé lắc đơn dao động với biên độ bé dại (α o) thì xem là dao hễ điều hòa, chu kỳ của con lắc khi ấy không dựa vào vào biên độ dao động.

2. Chu kì xê dịch T của bé lắc đơn dựa vào vào cân nặng m của con lắc như thế nào?

+ Chiều dài con lắc đơn thắt chặt và cố định 50cm, trọng lượng của nhỏ lắc theo lần lượt 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 xấp xỉ 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: phát biểu định phép tắc về trọng lượng của nhỏ lắc đối kháng dao động nhỏ (α o): chu kỳ của bé lắc đối chọi dao động bé dại (α > 10o) không dựa vào vào cân nặng của con lắc.

3. Chu kì dao động T của con lắc đơn phụ thuộc vào chiều lâu năm của con lắc như thế nào?

- Dùng bé lắc solo có khối lượng là 50g, chiều nhiều năm là 50cm, Đo thời gian 10 giao động để xác minh chu kì T1

- biến hóa chiều dài con lắc đơn, không thay đổi khối lượng, đo thời gian 10 xấp xỉ để tính chu kì T2 cùng 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 đồ thị màn trình diễn sự nhờ vào của T vào l. Rút ra dấn xét

- Vẽ vật dụng thị màn biểu diễn sự phụ thuộc vào của T2 vào l. Rút ra dấn xét

- phát biểu định công cụ về chiều dài của nhỏ lắc đơn.

Xem thêm: Từ Điển Anh Việt " Systemic Là Gì ? Đây Là Một Thuật Ngữ Kinh Tế Tài Chính

4. Kết luận:

a) từ bỏ các hiệu quả nhận được ngơi nghỉ trên suy ra: Chu kỳ xê dịch của bé lắc 1-1 với biên độ nhỏ, tại và một nơi, không phụ thuộc vào cân nặng và biên độ xê dịch của bé lắc mà tỉ lệ cùng với căn bậc nhì chiều dài của con lắc theo công thức: T = a√l

Trong đó kết quả thí nghiệm đến ta giá trị a = 2,032

b) Theo phương pháp lí thuyết về chu kỳ xấp xỉ của con lắc đơn giao động với biên độ nhỏ:

*

Trong đó

*
(với g lấy bởi 9,8m/s2)

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

c) Tính tốc độ trọng trường g tại nơi làm thí điểm theo cực hiếm a thu được từ thực nghiệm.