Измеряем время и период маятника

Где мы на карте

Схема показывает порядок мысли. Числа на ней — учебный пример, если в уроке явно не указано ваше собственное измерение. Вы находитесь в первом блоке из одиннадцати.

Жизненный вопрос

Одно качание короткое; нажатие кнопки секундомера может занять заметную часть этого времени. Удобнее измерить десять качаний, затем разделить время на десять.

Слова и смысл

Полное качание начинается в одном крайнем положении и заканчивается при следующем возвращении в то же крайнее положение после прохождения другой стороны. Период — время одного полного качания. Обозначим время десяти качаний как t₁₀, а период как T: T = t₁₀ / 10. Секундомер — прибор для измерения промежутка времени. Начало и конец счёта должны быть одинаковыми для каждого повтора.

Предскажите до проверки

Если десять качаний заняли 11,0 с, период больше или меньше 11,0 с? Предскажите число до деления.

Сделайте и запишите

Используйте лёгкий груз на прочной нити и свободное место вдали от лица и хрупких предметов. Длина от точки подвеса до середины груза — примерно 30 см. Слегка отведите груз и отпустите без толчка. Запустите секундомер при прохождении выбранного крайнего положения, считайте полные возвращения 1–10 и остановите его на десятом. Повторите три раза. При отсутствии предметов используйте учебные данные.

Разобранный пример

Учебные времена для 10 качаний при длине 30 см: 10,9 с; 11,1 с; 11,0 с. Среднее t₁₀ = (10,9 + 11,1 + 11,0) / 3 = 11,0 с. Значит средний период T = 11,0 / 10 = 1,10 с. Это демонстрационные числа, а не ваши измерения.

Типичная ошибка

Считая путь из левого края в правый за полное качание, вы получите примерно половину правильного периода. Возвращение в исходный край обязательно. Повторение десяти качаний уменьшает влияние запуска, но не устраняет его полностью.

Новый случай

Друг получил t₁₀ = 12,0 с. Он пишет T = 120 с. Покажите, почему нужно делить на 10, и получите 1,20 с. Что может измениться, если он каждый раз подталкивал груз?

Запись в журнал и самопроверка

В журнале укажите определение одного качания, длину с единицей, три измерения t₁₀, среднее и T. Если это учебные числа, так и подпишите. Формулу зависимости T от длины мы ещё не изучали.

Следующий урок: Таблица, график и пределы вывода