Условие

Городская олимпиада (3-й этап) 2018 11 класс № Э2

Оборудование: лист картона формата А4, ножницы, шило, циркуль, два болта с гайками, штатив с лапкой и гвоздем, секундомер.

Формулу для периода математического маятника иногда необоснованно применяют для физического маятника (подвешенного колеблющегося тела), считая, что - расстояние от оси вращения до центра масс тела. В данной задаче вам предстоит опровергнуть это распространенное заблуждение. В работе используется дисковый маятник: сплошной диск радиуса , который может колебаться в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси, проходящей через его центр. В работе используется картонный диск. Обозначим массу диска . На расстоянии от центра диска симметрично закреплены два груза, в качестве которых используются небольшие болты с гайками. Массу каждого груза обозначим . Вам необходимо исследовать зависимость периода колебаний диска от параметра - расстояния от хорды, соединяющей грузы до центра диска.

Часть 1. Теоретическая.

1.1 Покажите, что расстояние пропорционально расстоянию от центра диска до центра масс системы (укажите на рисунке примерное положение центра масс): Получите формулу для значения коэффициента , выразив его через массы диска, грузов и геометрические размеры системы.

1.2 Выскажите предположения о виде зависимости периода колебаний от параметра . Не надо выводить формулу для периода колебаний, достаточно указать вид зависимости .

Часть 2. Производственная (тоже оценивается!)

Разметьте лист картона – нарисуйте на нем диск максимально возможного диаметра, отметьте окружность, по которой вы будете располагать болты с гайками (примерно на расстоянии 1 см от края диска). Разметьте положения отверстий для болтов, так, чтобы вам было удобно проводить измерения. Вырежьте аккуратно диск, проделайте небольшое отверстие в его центре для оси (в качестве которой используйте гвоздь, закрепленный в лапке штатива), проделайте отверстия для болтов. После выполнения работы диск сдайте жюри, точность его разметки и изготовления будет оценена.

Часть 3. Экспериментальная.

3.1 На основе результатов измерений (укажите каких) оцените значение коэффициента в формуле (1).

3.2 Измерьте зависимость периода колебаний дискового маятника от параметра . Оцените погрешность измерения периода. Постройте график полученной зависимости.

3.3 Линеаризуйте полученную зависимость (т.е. представьте ее в таких координатах, чтобы она была линейна). Постройте график линеаризованной зависимости.

3.4 Рассчитайте численные значения параметров полученной зависимости. Оценивать погрешности этих параметров не надо.

3.5 Сравните полученные экспериментальные данные с вашими теоретическими предсказаниями – сделайте вывод о применимости формулы для периода математического маятника к исследованному дисковому маянику.

Э2 Как устоять на иголке!

Задание 2. «Как устоять на иголке!»» В данной работе вам необходимо экспериментально исследовать два типа колебаний маятника с двумя спицами. Не …

 Городская3-й этап 2009 11 кл. Момент инерцииМатематический маятникФизический маятник У Р Б П ≈3/5 Э2 Установление вида зависимости

Описание установки. В данной задаче исследуются малые колебания крутильного маятника. Схема маятника показана на рис. 1

Металлический стержень с …

 Городская3-й этап 2021 11 кл. Момент инерцииСилы упругости. Закон ГукаПотенциальная энергия У Р Б П ≈3/5 Э1 Еще одна колебательная система!

Приборы и оборудование: штатив, спица вязальная (длинная), пластинка из жести; ластик, разрезанный на две равные части, секундомер, транспортир …

 Городская3-й этап 2017 11 кл. Момент инерцииЦентр массПотенциальная энергия У Р Б П ≈3/5 Э1 «Качательные» колебания

Оборудование: цилиндр металлический, линейка деревянная, секундомер, пластилин, палочка деревянная. С помощью пластилина прикрепите к боковой грани …

 Городская3-й этап 2008 11 кл. Вращательное движение. Момент силыМомент инерцииСухое трение У Р Б П ≈3/5 Э1 Негармонические колебания

Оборудование: два штатива, желоб пластиковый длиной 110см закреплённый на двух дощечках длиной 56см каждая (ширина дощечек 5,0 - 6,0см, толщина 1,0 …

 Городская3-й этап 2024 11 кл. Ускорение. Равноускоренное движениеЗаконы динамики НьютонаСухое трение У Р Б П ≈3/5 Э2 Крутильные колебания

В данной задаче Вам предстоит исследовать горизонтальные и вертикальные крутильные колебания.

Оборудование: экспериментальная установка (рис. 1 …

 Городская3-й этап 2026 11 кл. Вращательное движение. Момент силыМомент инерцииСилы упругости. Закон Гука У Р Б П ≈2/5
Нужна подсказка? →

Оригинал в архиве олимпиады