Номер 6, страница 355 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Лабораторные работы. 4. Исследование равномерного движения тела по окружности - номер 6, страница 355.

Условие.

6. Найдите период $\text{T}$ обращения маятника с помощью часов с секундной стрелкой по формуле: $T = \frac{\Delta t}{N}$. Для этого измерьте время $\Delta t$, за которое маятник совершает заданное число полных оборотов, например 10. Проведите подобные измерения несколько раз. Результаты измерений запишите в таблицу.

Решение.

Для нахождения периода обращения $\text{T}$ маятника необходимо выполнить следующие действия:

1. Взять маятник (например, груз на нити) и часы с секундной стрелкой или секундомер.

2. Отклонить маятник от положения равновесия и отпустить его, дав ему начать колебаться.

3. Выбрать момент, когда маятник проходит крайнее или среднее положение, и одновременно запустить отсчет времени.

4. Сосчитать заданное число полных колебаний $\text{N}$. Полное колебание — это движение маятника, например, из крайнего правого положения в крайнее левое и обратно в крайнее правое.

5. В момент завершения последнего, $\text{N}$-го, колебания остановить отсчет времени, зафиксировав общее время колебаний $\Delta t$.

6. Повторить измерения несколько раз для повышения точности.

7. Рассчитать период для каждого измерения по формуле $T = \frac{\Delta t}{N}$ и найти среднее значение.

Ниже представлен пример выполнения этой задачи с гипотетическими данными измерений.

Проведем три измерения времени для $N=10$ полных колебаний маятника. Результаты измерений запишем в таблицу.

№ опыта	Число полных колебаний, $\text{N}$	Время колебаний, $\Delta t$, с
1	10	15,2
2	10	14,9
3	10	15,0

Теперь проведем расчеты на основе полученных данных.

Дано:

Число колебаний: $N = 10$

Результаты измерений времени:

$\Delta t_1 = 15,2$ с

$\Delta t_2 = 14,9$ с

$\Delta t_3 = 15,0$ с

Найти:

$\text{T}$ — период обращения маятника.

Решение:

1. Рассчитаем значение периода для каждого из трех измерений, используя формулу $T = \frac{\Delta t}{N}$.

Для первого измерения:

$T_1 = \frac{\Delta t_1}{N} = \frac{15,2 \text{ с}}{10} = 1,52$ с

Для второго измерения:

$T_2 = \frac{\Delta t_2}{N} = \frac{14,9 \text{ с}}{10} = 1,49$ с

Для третьего измерения:

$T_3 = \frac{\Delta t_3}{N} = \frac{15,0 \text{ с}}{10} = 1,50$ с

2. Чтобы получить наиболее точное значение периода, найдем среднее арифметическое полученных значений $T_{ср}$.

$T_{ср} = \frac{T_1 + T_2 + T_3}{3}$

$T_{ср} = \frac{1,52 \text{ с} + 1,49 \text{ с} + 1,50 \text{ с}}{3} = \frac{4,51 \text{ с}}{3} \approx 1,5033...$ с

Округлим результат до сотых, так как точность измерений времени была до десятых.

$T_{ср} \approx 1,50$ с

Ответ: среднее значение периода обращения маятника, найденное по результатам измерений, составляет $1,50$ с.