Задача: экспериментально исследовать зависимость периода малых колебаний от длины нити и проверить независимость от массы груза. Подготовьте 3–4 варианта длины нити (например, 0,4 м, 0,6 м, 0,8 м, 1,0 м). Для каждой длины возьмите 2 груза разной массы

Добавлена: 05.10.2026
Обновлена: 05.10.2026
Предмет: Физика
Автор: Кэмп

#Общая физика: механика, термодинамика, электродинамика
#Методы экспериментальной физики

Условие:

Задача: экспериментально исследовать зависимость периода малых колебаний от длины нити и проверить независимость от массы груза.
Подготовьте 3–4 варианта длины нити (например, 0,4 м, 0,6 м, 0,8 м, 1,0 м). Для каждой длины возьмите 2 груза разной массы (например, 50 г и 150 г).
Для каждой комбинации измерьте время 10 полных колебаний 3 раза, рассчитайте среднее время и период\nT=tср/10.
Рассчитайте теоретический период по формуле\nT=2πgL, где\ng=9,8 м/с
Постройте два графика:\nT(L): зависимость периода от длины (ожидаем параболическую ветвь, т.е.\nT∝L;\nT(m): зависимость от массы (должна быть практически горизонтальной линией).
Оцените относительную погрешность
δ=Tтеор∣Tэксп−Tтеор∣⋅100%.
таблицы измерений, графики, вывод: подтверждается ли формула, насколько масса влияет на период, какие источники погрешностей (точность замера длины, реакция человека при старте/стопе, сопротивление воздуха).

Решение:

1. Дано

Длины нити ( $L$ ): $0,4$ м, $0,6$ м, $0,8$ м, $1,0$ м.
Массы грузов ( $m$ ): $m_1 = 0,05$ кг ( $50$ г), $m_2 = 0,15$ кг ( $150$ г).
Количество колебаний ( $n$ ): $10$ .
Ускорение свободного падения ( $g$ ): $9,8$ м/с $^2$ .
Формула теоретического периода: $T_{теор} = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$ .

2. Решение (Методика обработки данных)

Шаг 1: Расчет теоретических значений

Для каждой длины нити рассчитаем теоретический период:

Для $L = 0,4$ м: $T = 2 \cdot 3,14 \cdot \sqrt{\frac{0,4}{9,8}} \approx 1,27$ с.
Для $L = 0,6$ м: $T = 2 \cdot 3,14 \cdot \sqrt{\frac{0,6}{9,8}} \approx 1,55$ ...