|
|
|
|
|
§ 15. Механические колебания
Период колебаний нитяного маятникаПОСТАВИМ ОПЫТ Будем изменять амплитуду колебаний нитяного маятника, отводя его вначале на большее или меньшее расстояние от положения равновесия. Измеряя период колебаний при разных амплитудах, можно заметить, что для малых колебаний (когда амплитуда колебаний намного меньше длины нити) период колебаний практически не зависит от их амплитуды. Это замечательное свойство колебаний маятника открыл 19-летний Галилей, наблюдая за колебаниями подвешенных в соборе светильников (рис. 15.6). Время он измерял по собственному пульсу, потому что о наручных часах никто тогда и не мечтал. Первые маятниковые часы сконструировал голландский ученый Христиан Гюйгенс, используя открытие Галилея. Маятниковые часы в течение нескольких веков были самыми точными. Их и сегодня можно увидеть в некоторых домах (рис. 15.7).
ПОСТАВИМ ОПЫТ Измеряя период колебаний маятника при разных массах груза, можно обнаружить, что период колебаний маятника не зависит от массы груза. А вот от длины нити период колебаний нитяного маятника зависит. Проведя измерения, мы обнаружим, что с увеличением длины нити период колебаний увеличивается. При увеличении длины нити в 4 раза период колебаний увеличивается в 2 раза, а при увеличении длины нити в 9 раз период колебаний увеличивается в 3 раза. Это позволяет предположить, что период колебаний математического маятника пропорционален корню квадратному из длины нити. Расчеты и опыты показывают, что период колебаний математического маятника
где l — длина нити, g — модуль ускорения свободного падени я. Таким образом, для малых колебаний нитяного маятника период зависит только от длины нити. Самодельный секундомерПроверьте на опыте, что период колебаний маятника с длиной нити 1 м с большой точностью равен 2 с. Значит, такой маятник проходит положение равновесия с интервалом 1 с. Таким образом, с помощью нити, линейки и грузика вы можете смастерить довольно точный секундомер буквально за считанные секунды.
|
|
|