c/ Ñieàu chænh daây treo ñeå con laéc ñôn khoái löôïng m 1 coù ñoä daøi l 1 = 500 mm.Dòch chuyeån coång quang ñieän ñeán vò trí sao cho cöûa soå cuûa noù naèm ngang vôùi vò trí cuûa t[r]
(1)PHẦN I: KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN.
I/MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM:
- Khảo sát ảnh hưởng biên độ α , khối lượng m nặng độ dài l day treo chu kì dao động T lắc đơn
- Xác định gia tốc trọng trường g lắc đơn theo công thức:
2
4 l
g T
II/TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM:
1/ Khảo sát ảnh hưởng biên độ α chu kì dao động T lắc đơn.
a/ Nối cổng quang điện với ổ cắm A mặt sau đồng hồ đo thời gian số (hình 3) Gạt núm chọn thang đo sang vị trí 9,999 s Vặn núm chuyển mạch MODE sang vị trí T để đo chu kì dao động lắc.Cắm phích lấy điện đồng hồ đo thời gian vào nguồn điện ~ 220 V.Bấm công tắc K mặt sau để chữ số hiển thị cửa sổ thời gian
b/ Treo viên bi có khối lượng m1 vào đầu sợi dây mảnh, dài khơng dãn.Vặn vít đế chân , điều chỉnh cho giá đỡ can thẳng đứng Đặt ke áp sát cạnh giá đỡ vị trí (thấp đáy viên bi) ứng với độ dài L thước milimet.Quay ròng rọc để thả dần sợi dây đáy viên bi vừa tiếp xúc với cạnh ngang ke.Nếu gọi r bán kính viên bi, độ dài l lắc đơn tính l = L - r
c/ Điều chỉnh dây treo để lắc đơn khối lượng m1 có độ dài l1 = 500 mm.Dịch chuyển cổng quang điện đến vị trí cho cửa sổ nằm ngang với vị trí tâm viên bi, cách tâm khoảng a1 = 30 mm.Kéo viên bi đến vị trí đối diện cửa sổ cổng quang điện, buông tay thả cho lắc dao động khơng vận tốc đầu.Khi biên độ dao động lắc đơn α1 ( với tanα1=a1
l1
=30
500=0,06 α1≈3,5o
Sau – dao động, bấm nut RESET mặt đồng hồ đo thời gian số để tiến hành đo chu kì dao động T lắc đơn.Thực lần phèp đo này.Ghi giá trị T mổi lần đo vào bảng
d/ Giữ nguyên khối lượng m1 độ dài l1 = 500 mm lắc đơn Dịch chuyển cổng quang điện đến vị trí cho cửa sổ nằm ngang với vị trí tâm viên bi, cách tâm khoảng a2≈50 mm ứng với biên độ α2 ( với
α2 5,7o ) Thực lần phép đo chu kì dao động T.Ghi giá trị T lần đo.Ghi giá trị T lần
đo vào bảng
Hình 2.Bộ thiết bị thí nghiệm.
(2)Con lắc đơn Biên độ α
Chu kì dao động T
T1 T2 T3 T (∆T)max
1 α1
2 α2
3 α2
4 α2
2/ Khảo sát ảnh hưởng khối lượng m chu kì dao động T lắc đơn.
Giữ nguyên độ dài l1 = 500 mm biên độ α2 Thay viên bi khối lượng m1 khối lượng m2 Thực lần phép đo chu kì dao động T.Ghi giá trị T lần đo vào bảng
Con lắc đơn Khối lượng
m T1 T2 Chu kì dao động TT3 T (∆T)max
1 m1
2 m1
3 m2
4 m2
3/ Khảo sát ảnh hưởng độ dài l chu kì dao động T lắc đơn.
Giữ nguyên viên bi khối lượng m2 biên độ α2 Điều chỉnh dây treo để lắc có độ dài l2 = 600 mm.Thực lần phép đo chu kì dao động T.Ghi giá trị T lần đo vào bảng
Con lắc đơn Độ dài l
(mm) T1 T2 Chu kì dao động TT3 T (∆T)max
1 l1 = 500
2 l1 = 500
3 l1 = 500
4 l2 = 600
III/ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:
1 Tính giá trị trung bình chu kì dao động: T=T1+T2+T3
3 xác định sai số tuyệt đối cực đại (∆T)max tìm
baûng
2 Căn giá trị T (∆T)max tìm bảng cho biết: a) Biên độ α có ảnh hưởng đến chu kì dao động T lắc đơn không? b) Khối lượng m có ảnh hưởng đến chu kì dao động T lắc đơn không? c) Độ dài l có ảnh hưởng đến chu kì dao động T lắc đơn khơng? d) Tính tỉ số sau lắc đơn số số Bảng 1:
(Tl2)3
= = . ; (Tl2)4
= = .
So sánh hai tỉ số trên,từ rút nhận xét phụ thuộc chu kì dao động T lắc đơn vào độ dài l
3 Kết luận: Chu kì dao động lắc đơn có biên độ nhỏ (α < 90 ) nơi mặt đất, không phụ thuộc……… , phụ thuộc……… theo tỉ lệ T ~ ………Kết này……….với công thức lí thuyết: T=2π√l
g
4 Xác định gia tốc trọng trường g lắc đơn số theo cơng thức (1): -Giá trị trung bình: g=4π
2
l
T2 (m/ s
2 ).
- Sai số tuyệt đối: Δg≈ g.[Δl l +2
(ΔT)max
T ] (m/ s
2 ).