V. Kết quả • Bảng
BÀI 5.3: GIẢM BIÊN ĐỘ DAO ĐỘNG
I. MỤC ĐÍCH
Dao động có dừng lại không?
Một con lắc lò xo dao động trong không khí - trước tiên chỉ gắn một khối lượng - sau đó gắn thêm một đĩa bìa cứng. Đo độ lệch sau nhiều lần thực hiện vào so sánh độ lệch này với độ lệch ban đầu. Nhúng khối lượng con lắc vào trong nước và kiểm tra độ lệch sau nhiều lần thực hiện.
II. DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM
Vật liệu từ "TESS-Mechanics ME1" (Số thứ tự: 15271-88)
Position Material Bestellnr. Menge
1 Đế tựa, di động được 02001-00 1
2 Thanh chống, tách làm 2 thanh, l = 600 mm 02035-00 1
3 Ống lồng kép 02043-00 1
4 Chốt giữ 03949-00 1
5 Lò xo xoắn 3 N/m 02220-00 1
6 Giá để quả cân cho quả cân có rãnh, 10 g 02204-00 1
7 Quả cân có rãnh, màu đen, 10 g 02205-01 4
8 Giá để ống thủy tinh có kẹp thước dây 05961-00 1
9 Đồng hồ bấm giây, kỹ thuật số, 24h, 1/100 s và 1 s 24025-00 1
9 Thước dây, l = 2 m 09936-00 1
10 Cốc bêsê, bằng nhựa, loại ngắn, 250 ml 36013-01 1
Vật liệu Bổ sung
Bìa cứng để vẽ (tương đương DIN A4) 1
Trước hết, bắt vít các thanh chống tách riêng lại với nhau (Hình 1). Đặt chân đế thẳng đứng (Hình 2), đặt thanh chống vào trong chân đế và siết chặt nó bằng ốc vít (Hình 3).
Hình 1 Hình 2
Hình 3
Gắn một ống lồng ghép vào thang chống. Cố định chốt giữ vào ống lồng kép và treo lò xo xoắn vào (Hình 4).
Hình 4
Kẹp thước dây đã được kéo dài vào giá để ống thủy tinh và kẹp cả hai vào đế thanh chống (Hình 5).
Hình 5
Chuẩn bị đĩa đo có đường kính 7.5 cm vào tấm bìa cứng; tạo một lỗ ở giữa và một rãnh bán kính.
IV. THAO TÁC THÍ NGHIỆM
• Treo một trọng lượng lên một lò xo xoắn có khối lượng m = 50 g bao gồm đế giữ cân (Hình 6) và kéo kệch lò xo một khoảng Δl0 = 10 cm.
• Xác định độ lệch tối đa của con lắc với Δl1 trong thời gian 0.5 phút tới 3 phút với mỗi lần cách nhau 0.5 phút. Ghi lại tất cả các giá trị đo được vào Bảng 1 ở Trang Kết quả.
Hình 6
• Đặt đĩa bằng tấm giấy cứng lên trên giá đỡ quả cân (Hình 7).
• Kéo lệch con lắc lò xo bằng đĩa một khoảng Δl0 = 10 cm (Hình 8) và xác định các độ lệch Δl2
tại các lần nêu lên. Ghi lại các giá trị vào Bảng 1.
Hình 8
• Đổ đầy nước vào cốc bêsê và nhúng chìm giá giữ quả cân bằng một khối lượng 50g dưới mặt nước khoảng 4 cm (Hình 9).
• Kéo lệch con lắc lò xo một khoảng Δl0 = 4 cm (Hình 10) và đo độ lệch Δl3 sau 5 giây. Ghi lại giá trị đo được dưới Bảng 1 trong Trang Kết quả.
Hình 10
Để tháo đế tựa, bạn nên ấn các nút màu vàng (Hình 11). Hình 11 V. KẾT QUẢ Bảng 1 Trong không khí t tính bằng phút không kèm tấm bìa Δl1 bằng cm không kèm tấm bìa Δl2 bằng cm 0 10 10
0.5 1.0 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Trong nước Δl0 = 4 cm, t = 5 s, Δl3 = cm VI. ĐÁNH GIÁ
Giảm biên độ dao động được gọi là giảm dao động.
Câu hỏi 1.1:
Tính biên độ dao động (độ lệch) Δl1 giảm sau 3 phút bằng cm và phần trăm.
Câu hỏi 1.2:
Tính sự giảm biên độ Δl2 (bằng cm và %) sau 3 phút.
Câu hỏi 1.3:
So sánh hai kết quả với nhau. Bạn thấy gì?
Câu hỏi 1.4:
Bố trí nào có độ giảm dao động lớn hơn?
Câu hỏi 1.5:
Bạn giải thích điều này như thế nào?
Câu hỏi 1.6:
Bạn kết luận được điều gì từ về hàm đường cong trong thời gian dài hơn t? Biên độ có đạt tới hạn không?
Câu hỏi 1.7:
Giới hạn 0 có nghĩa gì đối với dao động? Câu hỏi 2.1: Tính sự giảm biên độ Δl3 bằng cm và %. Câu hỏi 2.2:
So sánh sự giảm biên độ của dao động con lắc trong không khí (có và không có đĩa bìa cứng) với các biên độ khi nhúng con lắc và nước. Trong trường hợp nào độ giảm dao động (giảm biên độ) là nhỏ nhất, trường hợp nào lớn nhất?
Câu hỏi 2.3:
Câu hỏi 2.4:
Tại sao gần như không thể ghi lại đường cong trong nước tương tự như trong không khí?