Механические колебания, страница 5

О: Маятники совершают колебательные движения в противоположные стороны, т.е. в противофазе.

Вывод: мы убедились в том, что одни и те же системы маятников могут совершать колебательные движения и в фазе, и в противофазе.

Рекомендации: Для этого эксперимента штатив нужно брать достаточно длинным и пружины достаточно жесткими.

Опыт 3. Зависимость частоты колебаний от жесткости пружины.

Цель: найти зависимость между жесткостью пружины и частотой собственных колебаний пружинного маятника.

Оборудование: штатив универсальный, пружина, груз, линейка с делениями.

 

                                                                  500 г

Ход работы: Соберем установку, изображенную на рисунке. Подвешиваем груз массой 500 г. Вы видите, что пружина растянулась. Давайте определим жесткость пружины по формуле.

В: Напишите расчетную формулу для жесткости.

О: F=kx, где х – удлинение пружины, F - сила тяжести груза.

В: Какую формулу мы можем использовать при нахождении периода колебаний пружинного маятника?

О: . Верно.

Рассчитаем период 

Далее давайте экспериментально проверим формулу. Посчитаем время, за которое маятник совершит 10 полных колебаний. Засекли – 12 с.

T = t/n, t - время, n – число колебаний.

T = 12/10 = 1,2 с.

Вывод: из полученных результатов видно, что между жесткостью пружины и частотой колебаний маятника существует зависимость ν≈.

Работа №2.

Механические волны.

Опыт: Образование и распространение поперечных и продольных волн.

Цель: убедить учащихся, что скорость распространения волн зависит от характера связи между системами.

Оборудование: стержень с тремя маятниками, резиновая трубка диаметром до 1 см и длиной 4-5 м, резиновый шнур 1-1,5 мм и длиной 50-60 см.

 

Ход работы: изучение волновых процессов удобно начать с демонстрации колебаний связанных маятников. Для этого к стойке штатива прикрепляют металлический стержень с тремя маятниками. Маятники уравнивают по длине и связывают посередине тонким резиновым шнурком. Отклоним крайний шарик от положения равновесия в плоскости горизонтального стержня. Ребята, обратите внимание на оставшиеся не отклоненными шарики. Отпускаем шарик.

В: Что произойдет с двумя другими шариками?

О: Они тоже начнут колебаться, сначала ближний, затем дальний.

В: Вследствие чего шарики начали колебаться?

О: Шарики были связаны резиновым шнурком и из-за этой связи пришли в движение оставшиеся шарики.

Далее изменим высоту резинового шнура и проведем те же действия, как и в предыдущем опыте. Так же оттягиваем крайний шарик и отпускаем.

В: Что изменилось в этом случае?

О: Опустив резиновый шнур, мы сделали передачу колебаний более быстрой.

Скорость передачи колебаний от одного маятника к другому зависит от связи между маятниками. Чем прочнее связь, тем скорость распространения выше.

Опыт: Волны на поверхности воды.

Цель: продемонстрировать учащимся волны на поверхности воды и показать, что они являются поперечными.