V. Kết quả • Bảng
BÀI 5.4: DAO ĐỘNG CƯỠNG CHẾ VÀ CỘNG HƯỞNG
I. MỤC ĐÍCH
Các dao động của con lắc lò xo có thể được suy đoán như thế nào?
Hãy bắt đầu làm dao động con lắc lò xo bằng tay và quan sát kết quả. Đo tần suất dao động mà ở đó con lắc lò xo dao động bình thường.
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 Một bộ quả cân chuẩn, 1g...50g, trong hộp 44017-00 1
7 Đồng hồ bấm giây, kỹ thuật số, 24h, 1/100 s và 1 s 24025-00 1
8 Dây câu cá, cuộn, d = 0.7 mm, 20 m 02089-00 10 cm
Vật liệu Bổ sung
Kéo
Vật liệu yêu cầu của thí nghiệm
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
Cố định một ống lồng ghép vào thanh chống. Cố định chốt giữ vào ống lồng kép và treo lò xo xoắn vào (Hình 4). Gắn một mảnh khối lượng 50 g vào lò xo xoắn (Hình 5).
Hình 4
Hình 5
Thực hiện
• Làm lệch lắc lò xo xuống phía dưới và để nó dao động với tần số dao động tự nhiên (Hình 6). • Bấm đồng hồ đo giây khi con lắc tới điểm ngược thấp hơn và đo thời gian yêu cầu để hoàn
thiện10 dao động.
Hình 6
• Giữ đầu trên của lò xo xoắn (Hình 7).
• Dùng tay đẩy con lắc lò xo lên và xuống thật chậm (tần số kích thích nhỏ). Theo dõi chuyển động của con lắc lò xo và ghi lại kết quả quan sát của bạn vào Trang Kết quả.
• Chuyển động tay nhanh hơn trước (tần số kích thích trung bình) và tiếp tục quan sát con lắc lò xo.
• Chuyển động tay nhanh hơn nữa (tần số kích thích mạnh, nghĩa là lớn hơn tần số dao động tự nhiên) và tiếp tục quan sát con lắc lò xo.
Để tháo đế tựa, bạn nên ấn các nút màu vàng (Hình 8).
Hình 8
Kết quả
Bảng 1
Kết quả đo t10 bằng giây Trung bình t10 bằng in giây T bằng giây f0 bằng Hz 1
2 3 3
Kết quả 1
Tần số kích thích thấp (ghi lại kết quả quan sát):
Kết quả 2
Tần số kích thích trung bình (ghi lại kết quả quan sát):
Kết quả 3
Tần số kích thích cao (ghi lại kết quả quan sát):
Đánh giá Câu hỏi 1:
• tần số kích thích nhỏ? • tần số kích thích trung bình? • tần số kích thích cao? Câu hỏi 2:
Sau khi quan sát, bạn giải thích hoạt động của con lắc như thế nào?
Câu hỏi 3:
Từ các giá trị trong Bảng 1 ở Trang Kết quả, tính giá trị trung bình của 10 dao động và từ đó tính thời gian của một dao động, tức là thời gian dao động T. Ghi lại các kết quả vào Bảng 1.
Câu hỏi 4:
Dùng thời gian dao động để tính tần số dao động tự nhiên của con lắc fo = 1∕T và ghi lại các kết quả và Bảng1.
Câu hỏi 5:
Sử dụng thuật ngữ "cộng hưởng" để mô tả trường hợp tần số kích thích và tần số tự nhiên của một vật có khả năng cân bằng dao động. Cộng hưởng của con lắc lò xo đáng chú ý như thế nào.?
Câu hỏi 6:
Điều gì quyết định tần số dao động của một con lắc lò xo?
Câu hỏi 7:
Cái gì là "vật kích thích" trong thí nghiệm này?