Page 72 - 881414_FIZYKA_podrecznik_kl_8_PP_fiipbook

Doświadczenie 15.

Wyznaczamy i sprawdzamy, od czego zależy okres drgań wahadła
Niezbędne przedmioty: obciążnik o masie 50 g, obciążnik o masie 100 g, nierozciągliwa nić, nożyczki, stopery (np. te
dostępne w smartfonach), linijki, taśma miernicza, ewentualnie statywy
Wykonanie: Doświadczenie najlepiej wykonać równolegle w trzech grupach. Wszystkie grupy wyznaczają okres drgań
i częstotliwość oraz szukają odpowiedzi na podane pytania.
Grupa I
Czy okres drgań wahadła zależy od masy wahadła?
• Przywiąż nitkę o długości 50 cm do obciążnika 50 g i zawieś wahadło na statywie lub w innym miejscu tak, aby mogło
swobodnie wykonywać drgania. Odchyl wahadło o 10 cm z położenia równowagi i je puść.
• Zmierz trzykrotnie czas trwania 10 pełnych drgań i wyniki zapisz w tabeli.

Czas (t)
Masa wahadła (g) Okres drgań (T) Częstotliwość (f )

t 1 t 2 t 3 t śr
50

100

t śr
• Oblicz średni czas, a następnie okres drgań, korzystając ze wzoru T = 10 . Oblicz również częstotliwość.
• Powtórz doświadczenie dla obciążnika 100 g i takiego samego odchylenia.
Grupa II
Czy okres drgań wahadła zależy od amplitudy drgań?
• Przywiąż nitkę o długości 100 cm do obciążnika 50 g i zawieś wahadło na statywie lub w innym miejscu tak, aby mogło
swobodnie wykonywać drgania.
• Odchyl wahadło o 5 cm od położenia równowagi i puść.
• Zmierz trzykrotnie czas trwania 10 pełnych drgań. Wyniki zapisz w tabeli, podobnej do tej powyżej, ale w pierwszej
kolumnie zamiast „Masa wahadła (g)” wpisz „Amplituda (cm)”. Dodaj jeszcze jeden wiersz i uzupełnij pierwszą kolumnę
odpowiednimi wartościami.
• Powtórz doświadczenie dla amplitud 10 cm i 15 cm. W każdym przypadku oblicz okres drgań i częstotliwość.
Grupa III
Czy okres drgań wahadła zależy od długości wahadła?
• Przygotuj trzy wahadła o długościach: 0,25 m, 1 m, 2,25 m.
• Dokonaj pomiarów dla każdego wahadła. Odchylaj je za każdym razem o 10 cm.
• Wykorzystaj tabelę dla grupy I, tylko tym razem w pierwszej kolumnie umieść „Długość wahadła (m)”.

Wyniki i wnioski:
Biorąc pod uwagę otrzymane wyniki i niepewności pomiarowe, możemy zauważyć, że:
• okres (i częstotliwość) drgań wahadła nie zależy od masy wahadła,
• dla niewielkich amplitud okres drgań (i częstotliwość) nie zależy od amplitudy drgań,
• okres drgań wahadła zależy od jego długości – im większa długość wahadła, tym dłuższy jest okres jego drgań;
zależność ta nie jest wprost proporcjonalna,
• wahadła mają własne, charakterystyczne dla każdego z nich, częstotliwości drgań swobodnych – częstotliwości
drgań własnych.

70