Номер 567, страница 85 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Механические колебания. Механические колебания и волны. Звук - номер 567, страница 85.

567. С помощью каких пар маятников, изображённых на рисунке 114, можно экспериментально установить, зависит ли частота колебаний маятника от длины нити?

Рис. 114

Решение

Для того чтобы экспериментально установить зависимость одной физической величины от другой, необходимо провести измерения так, чтобы изменялась только исследуемая величина, а все остальные, от которых может зависеть результат, оставались постоянными. Этот принцип называется постановкой контролируемого эксперимента.

В данной задаче мы хотим выяснить, зависит ли частота колебаний маятника $ \nu $ от длины нити $ L $. Другими параметрами, которые могут влиять на частоту, являются масса груза $ m $ и ускорение свободного падения $ g $. Поскольку все маятники находятся в одних и тех же условиях, ускорение свободного падения $ g $ для них одинаково.

Следовательно, чтобы изучить зависимость частоты $ \nu $ от длины нити $ L $, нужно выбрать такую пару маятников, у которых длины нитей различны, а массы грузов одинаковы.

Проанализируем маятники, изображенные на рисунке:

• Маятник 1: масса $ m_1 $, длинная нить.
• Маятник 2: масса $ m_2 $, длинная нить.
• Маятник 3: масса $ m_1 $, короткая нить.
• Маятник 4: масса $ m_2 $, короткая нить.

Исходя из этого, найдем пары, удовлетворяющие нашему условию (разная длина, одинаковая масса):

Первая подходящая пара — это маятники 1 и 3. У них одинаковые массы ($ m_1 $), но разные длины нитей. Сравнив частоты их колебаний, можно сделать вывод о зависимости частоты от длины нити.

Вторая подходящая пара — это маятники 2 и 4. У них также одинаковые массы ($ m_2 $), но разные длины нитей. Эта пара тоже подходит для проведения данного эксперимента.

Другие пары не подходят. Например, пара 1 и 2 имеет одинаковую длину, но разную массу, и может быть использована для изучения зависимости частоты от массы. Пара 1 и 4 имеет и разную длину, и разную массу, поэтому из сравнения их колебаний нельзя сделать однозначный вывод о влиянии только длины нити.

Ответ: Для экспериментальной проверки зависимости частоты колебаний маятника от длины нити можно использовать пары маятников 1 и 3 или 2 и 4.