ЛР № 5.Дослідження коливань нитяного маятника.

Колива́ння — специфічні рухи або зміни стану систем різної фізичної природи, для яких спостерігається певна повторюванність в часі. Коливання можуть мати найрізноманітнішу природу, наприклад, механічні коливання тіл, коливання тиску й температури, сили струму, напруги тощо. Саме завдяки коливальному руху частинок рідин, газів та пружних тіл формуються хвильові поля і виникає звук.

Спробуємо навчитися визначати період і частоту коливань нитяного маятника; дослідити, як період і частота нитяного маятника залежать від його маси, амплітуди коливань та довжини нитки.

Довжина підвісу маятника l дорівнює відстані від точки підвісу до центра тіла.

Період коливань маятника визначається за тією ж формулою, що і період обертання тіла:

 , де N – кількість коливань маятника за чаc t.

Для вимірювання часу t коливань необхідно спочатку відвести тіло від положення рівноваги на невеликий кут, потім, переконавшись, що рух тіла нитяного маятника відбувається у вертикальній площині без обертання, увімкнути секундомір у момент перебування тіла у одному з крайніх положень, почавши відлік коливань зі слова «нуль». При кожному повернені тіла у положення з якого розпочався відлік, рахувати кількість коливань проговорюючи «один», «два» і т.д. до десяти. 

Дослід  1.  Спробуємо дослідити чи залежить період

коливань нитяного маятника від амплітуди коливань.

а)           Виміряйте чаc t для N = 10 повних коливань з невеликою амплітудою коливань.

б)               Не змінюючи маси тіла і довжини нитки виміряйте час t для N =10 повних коливань з більшою амплітудою.

Як бачимо, тривалість коливань в обидвох випадках майже однакова, чи ні?

Дослід 2. Дослідимо залежність періоду

коливань нитяного маятника від маси тіла.

а)                До двох ниток однакової довжини прикріпіть два вантажі, які мають різну масу.

б)                Вимірте час t для N = 10 повних коливань для легшого та важчого тягарців.

            Порівняйте, тривалість коливань в обидвох випадках однакова чи ні?

Дослід 3. Дослідження залежність періоду коливань нитяного маятника від довжини підвісу тіла.

а)              Вимірте час t для N = 10 повних коливань якогось тягарця, що підвішений за допомогою нитки.

б)               Змініть довжину нитки та вимірте час t для N = 10 повних коливань цього ж тягарця, при іншій довжині нитки нитки.

    Порівняйте, тривалість коливань в обидвох випадках однакова чи ні?