Номер 5, страница 448 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Лабораторные работы. 4. Движение тела по окружности под действием сил тяжести и упругости - номер 5, страница 448.

Условие.

5. Приведите в движение конический маятник вдоль начерченной окружности с постоянной скоростью. Измерьте время $\text{t}$, в течение которого маятник совершает $N = 10$ оборотов. Погрешность измерения времени можно принять равной $\Delta t = 1 \text{ с}$.

Решение.

5. Это задание является экспериментальным. Оно требует проведения физического измерения и последующей обработки результатов. Ниже приведено подробное описание выполнения и пример расчета на основе гипотетических данных, так как реальное измерение провести невозможно.

Порядок действий:

1. Необходимо привести конический маятник в движение так, чтобы он вращался равномерно по окружности.

2. С помощью секундомера измерить общее время $t$, за которое маятник совершит $N = 10$ полных оборотов.

3. Записать полученное значение времени $t_{изм}$.

Предположим, что в ходе проведенного эксперимента было измерено время $t_{изм} = 15 \text{ с}$.

Дано:
Число оборотов: $N = 10$
Абсолютная погрешность измерения времени: $\Delta t = 1 \text{ с}$
Измеренное время (гипотетическое значение): $t_{изм} = 15 \text{ с}$

Найти:
$t$ - результат измерения времени с учетом погрешности;
$T$ - период обращения маятника с учетом погрешности.

Решение:
Основной задачей является измерение времени $t$. Результат прямого измерения всегда записывается с указанием его погрешности.
$t = t_{изм} \pm \Delta t$
Для нашего примера: $t = (15 \pm 1) \text{ с}$.

Часто на основе этих данных требуется найти период обращения маятника. Период $T$ – это время, за которое совершается один полный оборот. Он рассчитывается по формуле:
$T = \frac{t_{изм}}{N}$
Подставим наши данные:
$T = \frac{15 \text{ с}}{10} = 1.5 \text{ с}$

Теперь необходимо рассчитать погрешность косвенного измерения периода, $\Delta T$. Поскольку $N$ — это точное число (количество оборотов), погрешность периода вычисляется по формуле:
$\Delta T = \frac{\Delta t}{N}$
Подставим значения:
$\Delta T = \frac{1 \text{ с}}{10} = 0.1 \text{ с}$

Окончательный результат для периода обращения записывается в виде:
$T = (1.5 \pm 0.1) \text{ с}$

Ответ:
Вам необходимо измерить время $t_{изм}$ для 10 оборотов и записать результат в виде $t = (t_{изм} \pm 1) \text{ с}$. Для гипотетического измерения $t_{изм} = 15 \text{ с}$, результат будет $t = (15 \pm 1) \text{ с}$. Период обращения, рассчитанный на основе этих данных, составляет $T = (1.5 \pm 0.1) \text{ с}$.