колебания > Математический маятник

Задание №2 (практическая часть)
Загрузите работу: http://school-physics.spb.ru/virt_mechanics_pendulum Вы
также можете найти указанную страницу через меню на сайте http://schoolphysics.spb.ru: Виртуальный практикум
> Механика
> Механические
колебания > Математический маятник при наличии трения (Для выполнения
работы должна быть установлена виртуальная Java-машина и разрешены Javaапплеты)
1.
Ознакомьтесь с работой интерактивной модели. Представленная модель
изображает колебания математического маятника при наличии вязкого трения.
Модель позволяет изменять:
• Длину маятника l;
• Начальную амплитуду колебаний А;
• Массу маятника m;
• Коэффициент вязкого трения γ.
При этом автоматически вычисляется и изображается изменение положения
маятника с течением времени.
2.
Выберите и зафиксируйте некоторую длину маятника и запустите его
качание. Наблюдайте качание маятника для трех различных величин
γ
1 = 0;
γ2 = 0,05; γ3 = 0,5. Охарактеризуйте в выводах (1), в чем разница между
наблюдаемыми процессами. Для каждого из трех значений параметра
γ
придумайте и кратко опишите условия эксперимента, при которых можно
соответствующий процесс качания маятника.
3.
Установите маленькое, но ненулевое значение коэффициента вязкого
трения. Выберите длину маятника l так, чтобы она выражалась нецелым числом,
запишите выбранное значение. Для выбранной длины маятника определите и
запишите период его колебаний T. Нажав кнопку «Пауза», Введите в окошко
ввода время, соответствующее 1/4, 3/4 и 5/4 Периода. Охарактеризуйте в
выводах (2), в чем сходство и в чем различие между положениями маятника в
эти моменты времени?
4.
Фиксируя моменты прохождения маятником нижней точки, не прибегая к
вычислениям, определите периоды колебаний маятника и их квадраты для 7
различных значений его длины (каждая длина должна выражаться нецелым
числом) данные запишите в таблицу.
5.
Постройте график зависимости квадрата периода от длины маятника.
Определите вид получившегося графика. Исходя из полученной зависимости,
определите, как зависит период колебаний математического маятника от его
длины и отметьте это в выводах (3).
6.
Определите тангенс угла наклона графика и используйте его для того,
чтобы определить, какая величина g ускорения свободного падения
используется в модели. Зафиксируйте вычисления (4). Запишите
найденную величину.
L, м
T, c
T 2, c2
1
2
3
4
5
6
7
l = _______________ ;
T = _____________ ;
g = _____________ ;
График зависимости _________________________________________________ от _____
_______________________________________________________
(словами)
Виртуальная лабораторная работа № 7
«Колебания математического маятника»
Выводы и вычисления:
учени____ _____класса
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
Задание №1 (теоретическая часть)
_______________________________________________________________________________________________
1.
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
Сформулируйте и запишите одним предложением, чему равен период малых
колебаний математического маятника. В предложении используйте следующие слова и
словосочетания: ускорение свободного падения, длина маятника, масса, зависит.
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
2. Определив, сколько раз за один период колебания кинетическая и потенциальная
энергия достигают своего максимума и минимума, сформулируйте одним
предложением и запишите, как соотносятся частоты колебаний координаты маятника,
его потенциальной и кинетической энергии:
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
3. Начертите рисунок, иллюстрирующий зависимость потенциальной энергии
математического маятника от угла отклонения от вертикали. Выразите эту энергию
через величину этого угла, массу, длину маятника и величину напряженности
гравитационного поля.
_______________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
4. Два маятника, имеющих различную длину колеблются с различными периодами.
Выразите разность длин маятников ∆l через разность и сумму периодов колебаний.
______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________