Дослід 2. Вільні коливання вантажу на нитці та вантажу на пружині

Обладнання: 1. Металева або, дерев'яна кулька діаметром 25...40 мм. 2. Міцна чорна нитка. 3. Штатив з довгим стояком. 4. Короткий штативний стояк. 5. Муфта. 6. Кільце з гачком. 7. Три вертикальні стрілки-покажчики. 8. Білий екран фону. 9. Пружина і циліндр від відерця Архімеда. 10. Штатив для лабораторних робіт. 11. Три горизонтальні стрілки-покажчики

1 . Установку для досліду склада­ють за рис. Щоб уникнути обертання кульки маятника, нитку натирають воском і на її кінцях роблять петлі для накидання на гачки підвісу й кульки. Ззаду вста­новлюють екран фону, а під кулькою - стрілку, яка фіксує положен­ня рівноваги коливальної системи.

М аятник відводять рукою від по­ложення рівноваги й встановлюють другу стрілку; Відстань між верши­нами стрілок дорівнює початковому зміщенню системи. Відпустивши кульку, встановлюють третю стрілку в той момент, коли кулька відхилить­ся від положення рівноваги в про­тилежний початковому зміщенню бік. Потім спостерігають вільні ко­ливання маятника доти, поки змі­щення кульки внаслідок затухання не стане помітно меншим від почат­кового. Бажано простежити за ру­хом маятника аж до його повної зупинки, для чого початкове змі­щення не повинно бути великим.

Щодо числових значень пе­ріоду й частоти коливань нитяного маятника, то визначати їх у цьому досліді не слід. Досить дати лише означення цих величин.

Спостерігати За коливаннями нитяного маятника значно кра­ще, якщо період його великий. Тому довжина підвісу має бути якомога більшою, що можна досягти, скрутивши два довгих шта­тивних стояки.

2. На довгому стояку штатива за допомогою муфти горизонталь­но закріплюють лапу із затиснутою в ній пружиною від відерця Архімеда. До вільного кінця пружини підвішують циліндр або гирю масою 0,5 кг. На стояку, встановленому поруч штатива для лабораторних робіт (або іншого), закріплюють стрілки-покажчики. Це зручно зробити, наклеївши стрілку, вирізану з цупкого паперу, на при­щіпку для білизни. Першу стрілку встановлюють на рівні дна нерухо­мого циліндра. Потім, відтягнувши циліндр на 4...5 см униз, встанов­люють другу стрілку й відпуска­ють циліндр. Третя стрілка повинна бути на рівні дна циліндра, який перебуває в крайньому верхньому положенні.

Аналізуючи коливальний рух циліндра, зазначають, що в цьому випадку тіло перебуває під дією двох сил: сили тяжіння й сили пружності деформованої пружини. Рівнодійна цих сил і зумовлює вільні коливання циліндра з певним періодом (частотою).

Дослід 3. Запис коливального руху

Обладнання: 1. Камертон з вістрям. 2. Закопчена скляна пластинка.3. Лапка до штатива. 4. Універсальний проекційний апарат або графопроектор.

З робивши на закопченому склі невеличку подряпину і переміщуючи об'єктив, дістають на екрані чітке її зображення. У досліді використовують камертон з вістрям, частота коливань якого становить 20... 50 Гц.

Збуджують камертон рукою: обидві вітки його стискають пальцями і відпускають. Збуджений камертон швидко і рівно­мірно проводять уздовж закопченої пластинки, легенько дотор­каючись до неї вістрям. Спостерігають на екрані графік коливань камертона (синусоїду):

У досліді замість універсального проекційного апарата можна використати графопроектор, на кадрове вікно якого кладуть за­копчену пластинку.