Báo cáo thực hành vật lí chuyển động của con lắc toán học

BÁO CÁO THỰC HÀNH VẬT LÍ BÀI 1
Vũ Thị Ngọc Bích Lớp K58_ Hóa dược
Lớp chiều thứ 6
1.Nghiên cứu sự phụ thuộc của khối lượng m vào chu kì dao động
Bảng 1 : Kết quả đo chu kì của 2 vật m
1
và m
2
Nhân xét: Với mỗi giá trị của m thì
T
1
T
2
. Suy ra, chu kì T không phụ
thuộc vào khối lượng của con lắc.
2. Xác định sự phụ thuộc của chu
kì T vào độ dài con lắc.
a. Chọn con lắc có khối lượng
nặng, treo lên giá đỡ. Tiến hành thí
nghiệm đo chu kì như phần
trên với 5 dây có chiều dài khác
nhau. Ghi kết quả đo vào bảng 2.
b. Vẽ đồ thị đường thẳng T
2
= f(l). Từ độ dốc của đường này tính gia tốc trọng
trường theo công thức
m =100g l
1
= 80cm l
2
= 75

cm
l
3
=70cm l
4
= 65cm l
5
= 60
cm
Lần đo T(l
1
) T(l
2
) T(l
3
) T(l
4
) T(l
5
)
1 1,799 1,736 1,671 1,612 1,561
2 1,800 1,736 1,670 1,612 1,561
3 1,799 1,736 1,670 1,612 1,561
4 1.799 1,736 1,671 1,613 1,561
5 1,799 1,736 1,671 1,613 1,561
m
1 =
6,25g m
2
=50g

Lần đo T
1
T
2
1 1,809 1,813
2 1,807 1,813
3 1,807 1,813
4 1,807 1,812
5 1,809 1,812
Kết quả đo 1,8080,001 1,8130,0004
Kq đo 1,7990,0002 1,736 1,6710,0004 1,6120,0004 1,561
3.Nghiệm lại định luật bảo toàn cơ năng.
Động năng của vật tại vị trí thế năng cực tiểu:
K= mv
2
/2=(m(d/
2
)
Bảng 3: Kết quả đo chiều dài l của dây, khối lượng m và đường kính d của vật:
l (cm) m
1
(g) m
2
(g) m
3
(g) d
1
(cm) d
2
(cm) d

3
(cm)
80 14,31 50 100 1,19 1,91 2,64
Bảng 4 : Kết quả đo thời gian :
Lần
đo

m
1
=14,31g m
2
=50g m
3
= 100g
=10 8 5 10° 8 =5 10 5
1 0,073 0,088 1,105 0,047 0,074 0,117 0,042 0,058 0,073
2 0,073 0,089 1,106 0,047 0,074 0,116 0,043 0,059 0,073
3 0,074 0,090 1,105 0,048 0,076 0,116 0,043 0,059 0,074
4 0,074 0,090 1,106 0,048 0,075 0,117 0,044 0,060 0,075
5 0,074 0,090 1,106 0,048 0,075 0,116 0,044 0,060 0,075
Kq
0,074 0,089 1,106 0,048±0,
0004
0,075±
0,0006
0,116±
0,0004
0,043±0,
0006
0,059±0,

0006
0,074±
0,0008
4. Xử lí số liệu và tính toán:
Bảng số liệu:
Điểm A B C D E
T
2
3,24 3,01 2,79 2,60 2,44
l (m) 0,8 0,75 0,70 0,65 0,60
Đồ thị T
2
theo l
Phương trình gần đúng là: y=4,03x-0,005
+ Đồ thị phụ thuộc của T
2
vào l là 1 đường thẳng xiên góc với hệ số k= 4,03
Theo công thức hệ số k của phương trình lí thuyết T
2
~l
k=4π
2
/g => g=4π
2
/k = 4 π
2
/4,03=9,79 m/s
2
Vậy gia tốc trọng trường ta tính được là g= 9,79 m/s
2

Nhận xét: Ta thấy giá trị của g không được nghiệm đúng như trong lí thuyết vì
trong quá trình chuyển động vật ngoài trọng lực vật còn chịu thêm lực ma sát của
không khí nên chuyển động của vật là chuyển động chậm dần đều.
Bảng tính động năng và thế năng:
θ Θ
1
=10° Θ
2
=8° Θ
3
=5°
l (m) 0,8 0,8 0,8
h (m) 0,0122 0,0078 0,00304
m
1
m
2
m
3
=10 =8 =5 =10 =8 =5 =10 =8 =5
∆t 0,074 0,089 1,106 0,048 0,075 0,116 0,043 0,059 0,074
Wt 0,00171 0,00109 0,000426 0,00597 0,00038 0,00149 0,0119 0,0076 0,0029
Wđ 0,000185 0,000128 8,28.10
-7
0,003958 0,001621 0,00068 0,0188 0,01 0,00636
Nhận xét:
Tại mỗi điều kiện khác nhau ta thấy động năng cực đại có giá trị chênh lệch so với
thế năng cực đại, có nghĩa là trong khi ta làm thực nghiệm thấy cơ năng không
được bảo toàn. Và như vậy trong thí nghiệm này định luật bảo toàn cơ năng không
được nghiệm đúng.

Ta dễ dàng có thể giải thích được rằng nếu muốn định luật bảo toàn cơ năng được
nghiệm đúng thì thí nghiệm phải được thực hiện trong điều kiện lí tưởng.
Trong thí nghiệm này có các nguyên nhân gây ra sự khác biệt giữa động năng cực
đại và thế năng cực đại như sau:
+ Trong quá trình chuyển động ngoài trọng lực ra vật còn chịu tác
dụng thêm lục ma sát của không khí( tạo ra công cản)
+ Do sai số của thiết bị đo.
+ Do sai số của người làm thí nghiệm.
Trả lời câu hỏi:
1. Khối lượng của con lắc không ảnh hưởng đến chu kì dao động.Vì T=2π
2. Không có sự bảo toàn cơ năng trong dao động của con lắc
toán học.Vì ngoài lực thế vật còn chịu tác dụng của các lực
không phải lực thế như lực ma sát, lực căng, phản lực…
3. Lực căng T của con lắc toán học không phải lực thế vì lực
căng T luôn vuông góc với quỹ đạo chuyển độngc ủa vật
nên ko sinh công vì vậy nó không ảnh hưởng đến bảo toàn
năng lượng của vật.
Trong quá trình lực căng T có vai trò là lực hướng tâm làm
cho vaatjc huyển động với quỹ đạo hình cung bán kính l với
tâm là đầu kia của dây được gắn cố định.