Ученик изучает колебания пружинного маятника. В его распоряжении имеется пять маятников, характеристики которых указаны в таблице. Какие два маятника необходимо взять ученику для того, чтобы на опыте исследовать зависимость периода колебаний от массы груза?
Решение:
Для проведения корректного эксперимента по определению зависимости периода колебаний пружинного маятника от массы груза необходимо использовать метод сравнения. Суть этого метода заключается в том, что все влияющие на результат параметры, кроме исследуемого, должны оставаться строго одинаковыми.
Период колебаний пружинного маятника определяется формулой: где — масса груза, а — жёсткость пружины.
Из формулы видно, что период зависит от массы груза и жёсткости пружины. Длина пружины на период колебаний не влияет.
Следовательно, для эксперимента нужно выбрать пару маятников, у которых:
- Жёсткость пружины одинакова;
- Масса груза различна.
Рассмотрим предложенные в таблице варианты. Этим условиям удовлетворяют маятники под номерами 1 и 5 (жёсткость Н/м, массы г и г соответственно).