Измерение частоты колебаний математического маятника

ν = N/Δt, ν = 1/T

Цель работы

Измерить частоту математического маятника.

Теоретические сведения

Частота и период

Колебательное движение повторяется через одинаковые промежутки времени. Период $T$ — время одного полного колебания, а частота $ν$ — число колебаний за единицу времени:

ν = \frac{1}{T}

$T$ — период (с);
$ν$ — частота (Гц), один герц соответствует одному колебанию в секунду.

Чем меньше период, тем больше частота.

Измерение по серии колебаний

Частоту определяют, подсчитывая полные колебания за измеренный промежуток:

ν = \frac{N}{Δ t}

Здесь $N$ — число полных колебаний, $Δ t$ — их суммарная длительность (с). Проход от одного крайнего положения к другому составляет половину колебания. Начало и конец отсчёта должны соответствовать одной фазе движения.

Модель математического маятника

Для груза на невесомой нерастяжимой нити при малом угле $ν = g / l / (2 π)$ , где $l$ — расстояние от подвеса до центра груза. В модели отсутствует затухание. Измерение нескольких полных колебаний уменьшает относительное влияние округления секундомера; дробную часть незавершённого колебания нельзя сопоставлять с целым значением счётчика.

Подготавливаем формулы…

Порядок работы

Выберите длину 0,8 м, массу 0,15 кг и угол 8°. Запустите движение.
Измерьте время пяти, а затем десяти полных колебаний, начиная отсчёт в одном и том же крайнем положении.
Определите частоту по двум интервалам и объясните влияние точности определения моментов возврата.
Сформулируйте вывод по измерениям: укажите результат, сохранённые условия и ограничения модели.

Эксперимент

Таблица измерений

Записей: 0

Результаты измерений эксперимента
№	t, с	l, м	m, кг	α, °	N	Действия

Пока нет измерений

Нажмите «Измерить» в эксперименте.

График

Ось XОсь Y₁Ось Y₂Вид графика

График появится после измерений

Ответ

При длине нити 0,8 м измерьте время десяти полных колебаний. Найдите частоту. Ответ в герцах до десятых.

Вопрос для размышления

Почему измерение времени десяти колебаний обычно даёт более точную частоту, чем измерение одного?