Bài 6:Thực hành: khảo sát thực nghiệm các định luật xấp xỉ của bé lắc đơn

I. Mục đích

+ khảo sát điều tra thực nghiệm để phát hiện ảnh hưởng của biên độ, khối lượng, chiều lâu năm của con lắc đơn so với chu kì xê dịch T, từ kia tìm ra phương pháp tính chu kì

*
, cùng ứng dụng gia tốc trọng trường g tại vị trí làm thí nghiệm.

II. Cơ chế thí nghiệm

Gồm:

+ Bộ tía quả nặng một số loại 50g

+ tua dây mảnh không giãn dài khoảng tầm 1m

+ giá chỉ thí nghiệm sử dụng treo nhỏ lắc 1-1 có cơ cấu điều chỉnh chiều lâu năm của nhỏ lắc đơn.

Bạn đang xem: Báo cáo thực hành khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đơn

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

+ Một thước đo chiều dài khoảng 500mm.

+ Một tờ giấy kẻ ô milimet.

III. Tiến hành thí nghiệm

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

Tiến hành:

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

+ Đo thời gian con lắc triển khai 10 xấp xỉ toàn phần (mỗi lần đo thời gian, ta đo lặp lại 5 lần, rồi rước giá trung bình)

+ thực hiện phép đo trên với những giá trị khác nhau của biên độ A (A = 3, 6, 9, 18cm)

Ghi kết 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 xấp xỉ 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 đúc kết định phép tắc về chu kì của nhỏ lắc đơn giao động với biên độ nhỏ.

Định luật: con lắc đơn xê dịch với biên độ nhỏ dại (α o) thì coi là dao hễ điều hòa, chu kỳ của con lắc khi đó không nhờ vào vào biên độ dao động.

2. Chu kì xê dịch T của nhỏ lắc đơn phụ thuộc vào cân nặng m của bé lắc như thế nào?

+ Chiều dài bé lắc đơn cố định 50cm, trọng lượng của nhỏ lắc theo lần lượt là: 50; 100, 150g

+ Đo thời gian 10 dao động toàn phần để khẳng 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 biện pháp về trọng lượng của bé lắc đơn dao động nhỏ dại (α o): chu kỳ của nhỏ lắc đơn dao động nhỏ (α > 10o) không nhờ vào vào khối lượng của con lắc.

3. Chu kì dao động T của bé lắc đơn dựa vào vào chiều nhiều năm của bé lắc như vậy nào?

- Dùng con lắc solo có cân nặng là 50g, chiều nhiều năm là 50cm, Đo thời hạn 10 dao động để xác minh chu kì T1

- chuyển đổi chiều dài bé lắc đơn, không thay đổi khối lượng, đo thời hạn 10 giao động 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 trình diễn sự phụ thuộc vào của T vào l. Rút ra dìm xét

- Vẽ thiết bị thị biểu diễn sự phụ thuộc vào của T2 vào l. Rút ra dìm xét

- tuyên bố định luật về chiều lâu năm của con lắc đơn.

Xem thêm: Police Commissioner General Là Gì ? Định Nghĩa, Ví Dụ, Giải Thích

4. Kết luận:

a) từ bỏ các tác dụng nhận được nghỉ ngơi trên suy ra: Chu kỳ xấp xỉ của nhỏ lắc 1-1 với biên độ nhỏ, tại cùng một nơi, không dựa vào vào khối lượng và biên độ dao động của bé lắc mà tỉ lệ với căn bậc hai chiều lâu năm của bé lắc theo công thức: T = a√l

Trong đó công dụng thí nghiệm cho ta cực hiếm a = 2,032

b) Theo cách làm lí thuyết về chu kỳ giao động của con lắc đơn giao động với biên độ nhỏ:

*

Trong đó

*
(với g lấy bằng 9,8m/s2)

So sánh hiệu quả đo a cho biết công thức (*) đã làm được nghiệm đúng.

c) Tính gia tốc trọng trường g tại địa điểm làm phân tích theo cực hiếm a chiếm được từ thực nghiệm.