Звуковые явления. Колебательное движение - Пурышева, Важеевская, 7 класс.



222. Изобразите положение пружинного маятника в процессе колебаний через каждую 1/8 периода. Изобразите силу, действующую на него, в соответствующие моменты времени.
Звуковые явления. Колебательное движение


223. Заполните таблицу 43, записав значения смещения х маятника относительно положения равновесия, силы F, возвращающей маятник в состояние равновесия, скорости 𝑣 и ускорения ав указанные моменты времени. Образец заполнения таблицы приведён в первой строке. Индекс m около обозначения величины означает, что её значение максимально.

Таблица 43

Звуковые явления. Колебательное движение


224. Маятник совершил 20 полных колебаний за 5 с. Чему равны период и частота колебаний маятника?
Звуковые явления. Колебательное движение


225. Частота колебаний маятника 10 Гц. Чему равен период колебаний маятника? Какой путь он пройдет за период колебаний, если амплитуда колебаний 4 см?

Звуковые явления. Колебательное движение


226. Какой путь пройдет шарик, подвешенный на нити, за пять полных колебаний, если амплитуда колебаний 6 см?
12·5 = 60 см.

227. Экспериментальное задание. Выясните, как зависит период колебаний груза, подвешенного на нити, от длины нити, используя штатив, шарик, подвешенный на нити и секундомер.

1. Сформулируйте гипотезу о характере зависимости периода колебаний маятника от длины нити.
Чем больше длина нити, тем больше период колебаний.
2. Какую величину вы будете изменять, проверяя выдвинутую гипотезу?
Период колебаний
3. Какие величины вы будете измерять?
Длину нити маятника, количество колебаний.
4. Период колебаний – малая величина. Как следует поступить, чтобы уменьшить абсолютную погрешность измерения периода колебаний маятника?
Уменьшить длину маятника.
5. Запишите последовательность действий, которой вы будете придерживаться при проверке выдвинутой гипотезы.
1) измерить длину нити;
2) Изменить количество колебаний;
3) повторить опыт;
4) Вычислить период колебаний;
5) Сделать вывод.
6. Выполните измерения и запишите результаты в таблицу 44 с учётом погрешности измерений.
7. Сделайте вывод о справедливости выдвинутой вами гипотезы.

Таблица 44.

Звуковые явления. Колебательное движение


Вывод:
Период колебаний зависит от длины маятника

228*. Экспериментальное задание. Исследуйте зависимость периода колебаний математического маятника от ускорения свободного падения.
Проведите исследование самостоятельно, выполнив следующие действия:

1. Сформулируйте цель исследования:
Определить зависимость математического маятника от g.
2. Перечислите приборы, которые вам необходимы. Подумайте, как можно изменить ускорение свободного падения.
Маятник, линейка, секундомер.
3. Сформулируйте гипотезу:
Период математического маятника зависит от g.
4. Выполните необходимые измерения, составьте таблицу и запишите результаты измерений в таблицу 45. Сделайте вывод.








Таблица 45

Звуковые явления. Колебательное движение


Вывод:
Чем сильнее притяжение маятника, тем меньше t нужно на совершение полного колебания, следует его период меньше.

229*. Экспериментальное задание. Исследуйте зависимость периода колебаний математического маятника от его массы и амплитуды. Выполните исследование самостоятельно, придерживаясь той же последовательности действий, что и в задании 228*.

1. Измерим массу маятника:
m1 = 100 г;
m2 = 200 г.
2. Измерим амплитуду в обоих случаях.
T1 = 2c;
Т2 = 1 с.
3. Изменим длину маятника и амплитуду.
4. T1 = 4 c;
Т2 = 9 с.

Вывод: Период колебаний не зависит ни от массы, ни от амплитуды.

230*. Можно ли считать математическим маятник, состоящий из нити длиной 10 см и шара радиусом 5 см? Почему?
Нет, так как по сравнению с длиной нити размер груза велик.

231*. Длину математического маятника увеличили в 4 раза. Как изменились период и частота его колебаний?
Увеличится в 2 раза.

232*. Сравните период и частоту колебаний математического маятника на экваторе и на широте Москвы.
На экваторе больше.

233*. Экспериментальное задание. Исследуйте зависимость периода колебаний пружинного маятника от жёсткости пружины, массы груза, длины пружины и амплитуды колебаний.
Выполните исследование самостоятельно. Учтите, что в этой работе вы должны выдвинуть четыре гипотезы. Запишите результаты исследования.

1. Цель исследования: Исследовать зависимость периода колебаний математического маятника, жёсткости пружины, массы груза, длины и амплитуды.
2. Приборы и материалы: секундомер, пружинный маятник, линейка.
3. Гипотеза 1: период колебаний зависит от жёсткости пружин.
Гипотеза 2: период колебаний зависит от массы груза.
Гипотеза 3: период колебаний не зависит от длины пружины.
Гипотеза 4: период колебаний не зависит от амплитуды колебаний.
4. Результаты измерений:
Т1 = 2с;
Т2 = 4 с;
m1 = 100г;
m2 = 200 г.
Вывод: период колебаний пружинного маятника зависит от массы груза, жёсткости, и не зависит от амплитуды и длины пружины.

234*. Массу груза, прикреплённого к пружине, увеличили в 9 раз. Как изменяется период и частота колебаний этого пружинного маятника?
Период и частота увеличились в 3 раза.

235*. Грузы одинаковой массы прикрепили к пружинам, жёсткость которых равна соответственно 100 Н/м и 900 Н/м. Сравните периоды колебаний этих маятников.
(Т1/Т2)2 = k1/k2;
Т1/T2 = 3.