Transcript Renata Woskowska i Karolina Niziołek

Doświadczenie z
wahadłem
Oscylator harmoniczny
Nasze doświadczenie polega na
tym, aby zrobić wahadło z 1
metrowego sznurka, zawieszając na
nim niewielki ciężarek. Celem
doświadczenia jest wykazanie, że
okres drgań nie zależy od ich
amplitudy. Należało również
wyznaczyć g z podanego wzoru. Za
pomocą stopera zmierzyłyśmy czas
trwania kolejno 10 później 20, 30 i
40 pełnych wahnięć. Dla każdego
pomiaru obliczyłyśmy średni okres
drgań.
Oto wzór, z którego korzystałyśmy, aby obliczyć średni okres
drgań:
t
T 
n
gdzie:
T – okres drgań
t – czas
n – ilość pełnych wahnięć
Oto wzór z którego miałyśmy wyznaczyć g czyli przyspieszenie ziemskie:
T  2
2
l
g
l
T
g
l
T

g
2
g T 
l  2 / : T
l  2
T
2
l  2 
g 
T2
2
1m  2  3,1 4
g 
2,1s 2
g 
1m  6,2 82
g 
4,4 1s 2
1m  3 9,4 3 8 4
g 
4,4 1s 2
m
g  8,9 4 2 9 4 7 8 4 6 2
s
Po obliczeniach wyszło nam, że przyspieszenie ziemskie wynosi g=8,942947846.
Na początku chciałyśmy przedstawić
podstawę naszego doświadczenia,
czyli opisać ruch drgający. Ułatwi
Wam to zrozumienie naszego
doświadczenia.
Ruch drgający to ruch, w którym
okresowo - w sposób powtarzający się ciało odchyla się z położenia w którym jest
w stanie równowagi. Pojedyncze drganie,
to ruch ciała z punktu równowagi do
punktu wychylenia i z powrotem do
punktu równowagi. Największe wychylenie
ciała z położenia równowagi nazywamy
amplitudą. Okresem drgań - czas jednego
pełnego drgania . Częstotliwość drgań ilość pełnych drgań przypadających na
jedną sekundę. Drgania mogą wygasać zanikać lub nie.
Tabela przedstawia wynik naszego
doświadczenia.
n
Czas (s)
Tśr
10
21
2,1
20
42
2,1
30
63
2,1
40
84
2,1
Wykres przedstawia wynik naszego
doświadczenia.
100
80
10
20
30
40
60
40
20
0
Wykres zależności pomiędzy ilością wahnięć, a czasem.
1. Wprawiamy wahadło w ruch drgający.
Po naszych obserwacjach
stwierdziłyśmy, że wahadło, za
każdym razem wykonuje coraz
mniejsze wahnięcia. Zauważyłyśmy,
że wahadło ma bardzo interesującą
własność zwaną izochronizmem.
Izochronizm jest to właściwość
układów drgających polegająca na
zachowywaniu stałego okresu drgań
niezależnie od zmian amplitudy
Po wykonaniu tabeli okazało się, że
zmierzone czasy są proporcjonalne do
liczby drgań, a średni okres drgań jest
stały. Mimo, że amplituda drgań maleje.
Wykazałyśmy więc, że okres drgań nie
zależy od amplitudy. A więc, zjawisko
izochronizmu umożliwia zastosowanie
wahadła do odmierzania czasu.
Doświadczenie i prezentacje wykonały:
Renata Woskowska
Karolina Niziołek