Доклад учащихся 9 кл. и по теме:
Исследование зависимости периода колебаний нитяного маятника от массы груза, амплитуды колебаний, длины нити и ускорения свободного падения.
Цель эксперимента: Исследовать зависимость периода колебаний нитяного маятника от массы груза, амплитуды колебаний, длины нити и ускорения свободного падения.
Оглавление:
- Введение. ……………………………………………............................................1стр План проведения эксперимента …………………………………………………2стр Эксперименты и выводы………………………………………………………..3-7стр Обобщение. ..……………………………………………………………..………8стр Литература ………………………………………………………………………8 стр
Введение.
В настоящее время в технике и быту используются различные виды маятников. Существуют пружинные, нитяные и физические маятники. Мы заинтересовались нитяным маятником и решили исследовать его.
Нитяной маятник в нашем эксперименте представляет собой cтальной шарик, подвешенный на длинной, нерастяжимой и лёгкой нити. Для упрощения экспериментов не будем учитывать малую силу сопротивления воздуха.
Одной из важных характеристик колебательного движения является период колебания – интервал времени, в течение которого происходит одно полное колебание
 |
Период колебания определяется по формуле:
где t - время колебаний, N - число колебаний.
План проведения эксперимента:
· Приготовить приборы и оборудования.
· Исследовать зависимость периода колебаний нитяного маятника от массы груза, амплитуды колебаний, длины нити и ускорения свободного падения.
· Заполнение таблицы измерений.
· Анализ результатов. Выводы.
· Список использованных источников и литературы.
Для проведения экспериментов подобрали следующее оборудование:
штатив с муфтой и стержнем, линейка, секундомер, шарики разной массы, нить, магнит.
Эксперимент1. Исследование зависимости периода колебаний нитяного маятника от массы груза.
Оборудование: штатив с муфтой и стержнем, линейка, секундомер, шарики разной массы, нить.
Подвесим к штативу два маятника одинаковой длины, но разной массы. Отведём оба маятника на одинаковый угол от положения равновесия и одновременно отпустим их. Повторим эксперимент в три раза. Каждый раз наблюдаем одновременно ли колеблются маятники.
ВЫВОД: Оба маятника колеблются в одинаковых фазах, значит период колебаний нитяного маятника не зависит от массы груза.
Эксперимент 2. Исследование зависимости периода колебаний нитяного маятника от амплитуды колебаний.
Подвесим к штативу два маятника одинаковой длины и одинаковой массы. Отведём оба маятника на разные углы от положения равновесия и одновременно отпустим их.
Повторим эксперимент в 3 раза. Каждый раз наблюдаем одновременно ли колеблются маятники.
ВЫВОД: Оба маятника колеблются в одинаковых фазах, значит период колебаний нитяного маятника не зависит от амплитуды колебаний.
Эксперимент 3. Исследование зависимости периода колебаний нитяного маятника от длины нити.
Подвесим к штативу 2 маятника разной длины, но одинаковой массы. Отведём оба маятника на небольшой угол от положения равновесия и одновремённо отпустим их. Повторим эксперимент в три раза. Каждый раз наблюдаем одновременно ли колеблются маятники.
ВЫВОД: Маятники разной длины колеблются с разными периодами колебаний. Значит период колебаний нитяного маятника зависит от длины его нити. Чем больше длина нити маятника, тем больше период колебаний.
Выясним количественную зависимость между периодом колебаний и длиной нити маятника. Для этого заполним таблицы:
№ опыта | Длина нити l, м | Число колебаний, n | Время колебаний, t, с | Среднее время, t ср, с | Период, с Т=t / n |
1 | 0,6 | 10 | 15,44 | ||
2 | 0,6 | 10 | 15,56 | 15,51 | 1,55 |
3 | 0,6 | 10 | 15,53 |
№ опыта | Длина нити l, м | Число колебаний, n | Время колебаний, t, с | Среднее время, t ср, с | Период, с Т=t / n |
1 | 1,2 | 10 | 21,84 | ||
2 | 1,2 | 10 | 21,79 | 21,82 | 2,18 |
3 | 1,2 | 10 | 21,83 |
Исследуя колебания двух маятников разной длины мы заметили, что при увеличении длины нити маятника в 2 раза период колебаний возрастает в 1,41 раза, т. е. в √2 раза.
Следовательно, между периодом колебаний нитяного маятника и длиной нити существует зависимость: T ~ √ l
Эксперимент 4. Исследование зависимости периода колебаний нитяного маятника от ускорения свободного падения.
Для исследования зависимости периода колебаний нитяного маятника от ускорения силы тяжести, изменим это ускорение. Для этого поместим под стальной шарик одного из одинаковых маятников сильный магнит, приведём их одновременно в колебательное движение и наблюдаем.
ВЫВОД: Период колебаний нитяного маятника зависит от ускорения свободного падения. При увеличении ускорения свободного падения период колебаний нитяного маятника уменьшается.
Обобщение:
В результате экспериментов мы выяснили, что период колебаний нитяного маятника не зависит от массы тела, от амплитуды колебаний, но зависит от длины нити и ускорения свободного падения.
Формула периода колебаний нитяного маятника:
 |
Литература:
1. Учебник по физике для 9 класса средней школы , ,-М. Просвещение.1990г.
2. , Кикоин . Учебник для 9кл.-М. Просвещение, 1990г.
3. , . Физика. Учеб. Для 8кл.-М. Просвещение. 2000г.
4. Сеть Интернет.
