Номер 4, страница 353 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Лабораторные работы. 6. Измерение ускорения свободного падения с помощью маятника - номер 4, страница 353.

Условие.

4. Измерьте время $\text{t}$, в течение которого маятник совершает $\text{N}$ полных колебаний (удобно взять $N = 40$).

Решение.

4. Дано:

Число полных колебаний $N = 40$.

Найти:

Время $\text{t}$, в течение которого маятник совершает $\text{N}$ колебаний.

Решение:

Данная задача является практическим заданием, требующим проведения физического эксперимента. Поскольку провести реальный эксперимент невозможно, ниже приводится описание методики его выполнения и пример расчета на основе гипотетических (предполагаемых) данных.

Методика проведения эксперимента:

1. Собрать установку с математическим маятником (тело небольшого размера, подвешенное на длинной нерастяжимой нити).

2. Отклонить маятник от положения равновесия на небольшой угол (не более 5-7°) и отпустить его, дав ему возможность свободно колебаться.

3. Включить секундомер в момент, когда маятник проходит положение равновесия. Это будет началом отсчета.

4. Сосчитать $N=40$ полных колебаний. Одно полное колебание — это движение маятника из начальной точки (например, положения равновесия) и возвращение в неё после прохождения всей траектории (например, вправо, затем влево и обратно в центр).

5. Остановить секундомер, когда маятник завершит 40-е колебание, проходя положение равновесия в том же направлении, что и в начале отсчета.

6. Записать полученное значение времени $\text{t}$. Для повышения точности и уменьшения случайной погрешности рекомендуется повторить измерения несколько раз (например, 3 раза) и найти среднее арифметическое значение времени.

Пример выполнения на гипотетических данных:

Предположим, что эксперимент был проведен 3 раза и были получены следующие значения времени для 40 колебаний:

$t_1 = 80,4$ с;

$t_2 = 80,7$ с;

$t_3 = 80,3$ с.

Среднее значение времени $t_{ср}$ вычисляется по формуле:

$t_{ср} = \frac{t_1 + t_2 + t_3}{3}$

Подставим наши гипотетические значения в формулу:

$t_{ср} = \frac{80,4 \, \text{с} + 80,7 \, \text{с} + 80,3 \, \text{с}}{3} = \frac{241,4 \, \text{с}}{3} \approx 80,47$ с.

Округлим результат до десятых, так как исходные данные были измерены с точностью до десятых долей секунды.

$t \approx 80,5$ с.

Ответ: $t \approx 80,5$ с.