Bài 6:Thực hành: khảo sát thực nghiệm các định luật xấp xỉ của con lắc đơn
I. Mục đích
+ điều tra khảo sát thực nghiệm để phát hiện tác động của biên độ, khối lượng, chiều lâu năm của bé lắc đơn so với chu kì giao động T, từ kia tìm ra công thức tính chu kì
II. Chế độ thí nghiệm
Gồm:
+ Bộ bố quả nặng các loại 50g
+ gai dây mảnh không giãn dài khoảng 1m
+ giá thí nghiệm dùng treo nhỏ lắc đối chọi có cơ cấu điều chỉnh chiều nhiều năm của nhỏ 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 bao gồm cổng quang đãng điện.
+ Một thước đo chiều dài khoảng tầm 500mm.
+ Một tờ giấy kẻ ô milimet.
III. Thực hiện thí nghiệm
1. Chu kì giao động T của nhỏ lắc đơn dựa vào vào biên độ dao động như vậy nào?
Tiến hành:
+ Quả nặng nề 50g, chiều dài nhỏ lắc đơn 50cm; kéo bé lắc lệch ngoài vị trí thăng bằng biên độ A = 3cm.
+ Đo thời gian con lắc triển khai 10 giao động toàn phần (mỗi lần đo thời gian, ta đo tái diễn 5 lần, rồi mang giá trung bình)
+ thực hiện phép đo bên trên với những giá trị khác biệt của biên độ A (A = 3, 6, 9, 18cm)
Ghi hiệu 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 xê dịch t (s) | Chu kì T (s) |
| A1 = 3,0 | 0,06 | 3,44o | t1 = 14,32 ± 0,32 | T1 = 1,432 ± 0,032 |
| A2 = 6,0 | 0,12 | 6,89o | t2 = 14,12 ± 0,20 | T2 = 1,412 ± 0,020 |
| A3 = 9,0 | 0,18 | 10,37o | t3 = 14,54 ± 0,24 | T3 = 1,454 ± 0,024 |
| A4 = 18 | 0,36 | 21,1o | t4 = 15,84 ± 0,31 | T4 = 1,584 ± 0,031 |
Từ bảng số liệu rút ra định phương pháp về chu kì của bé lắc đơn dao động với biên độ nhỏ.
Định luật: bé lắc đơn xấp xỉ với biên độ bé dại (α o) thì coi là dao hễ điều hòa, chu kỳ luân hồi của nhỏ lắc khi đó không dựa vào vào biên độ dao động.
2. Chu kì dao động T của bé lắc đơn phụ thuộc vào vào cân nặng m của con lắc như vậy nào?
+ Chiều dài nhỏ lắc đơn cố định và thắt chặt 50cm, cân nặng của bé lắc theo thứ tự là: 50; 100, 150g
+ Đo thời hạn 10 giao động toàn phần để xác minh chu kì T
Bảng 6.2: l = 50,0cm, A = 3cm
| m (g) | Thời gian 10 dao động t (s) | Chu kì T(s) |
| 50 | tA = 14,16 ± 0,26 | TA = 1,416 ± 0,026 |
| 100 | tB = 14,22 ± 0,20 | TB = 1,422 ± 0,020 |
| 150 | tC = 14,36 ± 0,28 | TC = 1,436 ± 0,028 |
Từ bảng số liệu: tuyên bố định qui định về khối lượng của con lắc 1-1 dao động nhỏ tuổi (α o): chu kỳ luân hồi của nhỏ lắc solo dao động bé dại (α > 10o) không phụ thuộc vào cân nặng của nhỏ lắc.
3. Chu kì dao động T của bé lắc đơn phụ thuộc vào vào chiều lâu năm của bé lắc như vậy nào?
- Dùng bé lắc đối kháng có trọng lượng là 50g, chiều lâu năm là 50cm, Đo thời gian 10 dao động để xác định chu kì T1
- biến hóa chiều dài con lắc đơn, giữ nguyên khối lượng, đo thời gian 10 xấp xỉ để tính chu kì T2 cùng T3
Bảng 6.3
| Chiều nhiều năm l (cm) | Thời gian t = 10T (s) | Chu kì T(s) | T2 (s2) | T2/l (s2/cm) |
| l1 = 50,0 ± 0,1 | t1 = 14,29 ± 0,28 | T1 = 1,429 ± 0,028 | T12 = 2,0420 ± 0,0800 | T12/l1 = 0,0408 ± 0,00168 |
| l2 = 45,0 ± 0,1 | t2 = 13,52 ± 0,24 | T2 = 1,352 ± 0,024 | T22 = 1,8279 ± 0,0649 | T22/l1 = 0,0416 ± 0,00157 |
| l3 = 60,0 ± 0,1 | t3 = 15,78 ± 0,32 | T3 = 1,578 ± 0,032 | T32 = 2,4900 ± 0,1010 | T32/l1 = 0,0415 ± 0,00175 |
- Vẽ vật thị biểu diễn sự phụ thuộc của T vào l. Rút ra dấn xét
- Vẽ thiết bị thị màn trình diễn sự nhờ vào của T2 vào l. Rút ra nhấn xét
- tuyên bố định phép tắc về chiều lâu năm của bé lắc đơn.
Xem thêm: Top 10 Gửi Thời Thanh Xuân Ấm Áp Của Chúng Ta Zingtv, Phim Gửi Thời Thanh Xuân Ấm Áp Của Chúng Ta
4. Kết luận:
a) tự các công dụng nhận được làm việc trên suy ra: Chu kỳ xê dịch của nhỏ lắc đối kháng với biên độ nhỏ, tại cùng một nơi, không nhờ vào vào cân nặng và biên độ xê dịch của nhỏ lắc nhưng tỉ lệ với căn bậc hai chiều dài của bé lắc theo công thức: T = a√l
Trong đó công dụng thí nghiệm đến ta quý giá a = 2,032
b) Theo phương pháp lí thuyết về chu kỳ xê dịch của con lắc đơn xấp xỉ với biên độ nhỏ:
Trong đó
So sánh công dụng đo a cho thấy thêm công thức (*) đã làm được nghiệm đúng.
c) Tính gia tốc trọng trường g tại vị trí làm thử nghiệm theo quý hiếm a thu được từ thực nghiệm.