با استفاده از یک آونگ ساده ، نمودارهای طرح L-T و L-T 2 و از آن برای یافتن طول مؤثر آونگ دوم با استفاده از نمودار مناسب استفاده کنید

با استفاده از یک آونگ ساده ، نمودارهای طرح L-T و L-T 2 را برای یافتن طول مؤثر آونگ دوم استفاده کنید.

دستگاه و مواد مورد نیاز

• غرفه گیره
• چوب پنبه
• باب کروی فلزی سنگین با قلاب
• نخ پنبه ای طولانی و قوی
• کنسرو کن
• مقیاس سنج
• کاغذ نقشه کشی
• مداد پاک کن

اصل

آونگ ساده حرکت هارمونیک ساده (SHM) را نشان می دهد زیرا شتاب باب آونگ مستقیماً متناسب با جابجایی از موقعیت متوسط است و همیشه به سمت آن هدایت می شود. دوره زمانی (t) یک آونگ ساده برای نوسانات دامنه کوچک ، توسط این رابطه داده می شود

جایی که L طول آونگ است و G شتاب گرانش است

روش

1. پایه گیره را روی میز قرار دهید. قلاب متصل به باب آونگ را به یک انتهای رشته حدود 150 سانتی متر و انتهای دیگر رشته از طریق دو نیم قطعه چوب پنبه تقسیم کنید.
2. چوب پنبه تقسیم شده را محکم به پایه گیره ببندید به گونه ای که خط جدایی بین دو قطعه چوب پنبه تقسیم شده در زاویه های راست به خط OA باشد که در طی آن آونگ همانطور که در شکل آورده شده است نوسان می کند. لبه جدول را یک خط عمودی به موازات و درست در پشت نخ عمودی OA ، موقعیت باب در حالت استراحت علامت گذاری کنید. مواظب باشید که باب به صورت عمودی (حدود 2 سانتی متر بالاتر از کف) فراتر از لبه میز آویزان شود تا نوسان آن رایگان باشد.
3. طول مؤثر آونگ ساده را همانطور که در شکل نشان داده شده است اندازه گیری کنید.

1. باب را بیش از 15 درجه از موقعیت عمودی OA جابجا کنید و سپس آن را به آرامی رها کنید. اگر متوجه می شوید که موضع لرزان است ، یک شیء سنگین را روی پایه آن قرار دهید. اطمینان حاصل کنید که باب در یک هواپیمای عمودی در مورد استراحت خود نوسان می کند و (i) در مورد محور خود (II) نمی چرخد (II) در حالی که نوسان می کند (III) در یک مسیر بیضوی در اطراف موقعیت متوسط خود می چرخد.
2. آونگ را برای چند دقیقه نوسان نگه دارید. پس از اتمام چند نوسانات ، کرونومتر را شروع کنید زیرا نخ متصل به باب از موقعیت میانگین عبور می کند. آن را به عنوان یک نوسان صفر در نظر بگیرید.
3. هر بار که باب از میانگین موقعیت عبور می کند ، نوسان را 1،2،3 ... n شمارش کنید. کرونومتر را در تعداد نوسانات N متوقف کنید. برای نتایج بهتر ، N باید به گونه ای انتخاب شود که زمان لازم برای تکمیل نوسانات N 50 ثانیه یا بیشتر باشد. کل زمان گرفته شده برای نوسانات N را بخوانید. چند بار مشاهدات را با ذکر زمان برای همان تعداد نوسانات تکرار کنید. پس از ذکر ، میانگین خوانش ها را بگیرید. زمان یک نوسان ، یعنی دوره زمانی t (= t / n) آونگ را محاسبه کنید.
4. طول آونگ را در حدود 10 سانتی متر تغییر دهید. مرحله 6 را دوباره تکرار کنید تا زمان (t) را برای حدود 20 نوسان یا بیشتر برای طول جدید پیدا کنید و میانگین دوره زمانی را پیدا کنید. 5 یا 6 مشاهدات دیگر را برای طول های مختلف آونگ انجام دهید و میانگین دوره زمانی را در هر مورد پیدا کنید.
5. مشاهدات را به صورت جدولی با واحدهای مناسب و ارقام قابل توجه گزارش دهید.
6. با استفاده از مقادیر مشاهده شده از جدول ، طول مؤثر L را در امتداد محور x و t 2 (یا t) در امتداد محور y بگیرید. مقیاس های مناسب را در این محورها انتخاب کنید تا L و T 2 (یا T) را نشان دهید. نمودار بین L و T 2 را همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است و همچنین بین L و T همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است ، ترسیم کنید.

مشاهده

شعاع آونگ باب =… .. سانتی متر

طول قلاب =… .. سانتی متر

حداقل تعداد مقیاس متر =… .. میلی متر

حداقل تعداد کرنومتر =… .. s

نمودار توطئه

(i) L در مقابل نمودار

نمودار بین L در مقابل T را از مشاهدات ضبط شده در جدول بالا ، با در امتداد محور x و T در امتداد محور y ترسیم کنید. خواهید فهمید که این نمودار منحنی است که بخشی از یک پارابولا است همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است.

(ب) نمودار L در مقابل T 2

نمودار بین L در مقابل T 2 را از مشاهدات ضبط شده در جدول ، L در امتداد محور x و T 2 در امتداد محور Y قرار دهید. متوجه خواهید شد که نمودار یک خط مستقیم است که همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است از منشأ عبور می کند.

(iii) از نمودار L در مقابل T 2 ، طول مؤثر آونگ دوم را برای t 2 = 4s 2 تعیین کنید.

نتیجه

نمودار L در مقابل t خمیده است ، محدب به سمت بالا.

نمودار L در مقابل T 2 یک خط مستقیم است.

طول مؤثر آونگ دوم از نمودار L در مقابل T 2… CM است.

صدای زنده

آونگ ساده را تعریف کنید.

پاسخ: یک آونگ به عنوان یک ذرات جدا شده منفرد که توسط یک رشته انعطاف پذیر و قابل انعطاف با وزن با پشتیبانی بدون اصطکاک معلق است ، تعریف می شود.

چرا کلمه "ساده" در آونگ ساده استفاده می شود؟

پاسخ: از آنجا که آونگ ساده شامل انبوه M از یک رشته طول L است و در یک نقطه محوری ثابت شده است. آونگ های مورد استفاده در ساعت های دیواری به عنوان یک آونگ مرکب شناخته می شوند و به جای یک نخ رشته فلزی دارند.

حرکت هارمونیک ساده (S. H. M) را تعریف کنید.

پاسخ: یک حرکت حرکت هارمونیک ساده هنگامی که:

(i) بزرگی شتاب آن به طور مستقیم با جابجایی x از موقعیت میانگین متناسب است.(ب) جهت شتاب همیشه به سمت موقعیت متوسط است.

رابطه بین فرکانس و دوره زمانی چیست؟

پاسخ: رابطه بین فرکانس و دوره زمانی توسط f = 1/ t داده می شود

بازگرداندن نیروی چیست؟

پاسخ: نیرویی که بدن ارتعاش را به سمت میانگین موقعیت می آورد ، به عنوان نیروی بازیابی شناخته می شود.

آیا می توانیم از یک توپ کریکت در محل باب استفاده کنیم؟

پاسخ: نه ، ما نمی توانیم. باب باید تا حد ممکن کوچک باشد.

آیا می توانیم به جای نخ از باند لاستیکی استفاده کنیم؟

پاسخ: نه ، ما نمی توانیم زیرا غیرقابل توصیف نیست.

با Byju در ارتباط باشید تا آخرین اعلان در CBSE به همراه برنامه درسی CBSE ، مقالات نمونه ، طرح مارک و موارد دیگر را بدست آورید.

دانش خود را روی آن آزمایش کنید تا طول مؤثر آونگ Seconds را با استفاده از نمودار پیدا کنید!

درک خود را از این مفهوم برای آزمایش با پاسخ دادن به چند MCQ. برای شروع روی "شروع مسابقه" کلیک کنید!

پاسخ صحیح را انتخاب کنید و روی دکمه "پایان" کلیک کنید ، نمره و پاسخ های خود را در پایان مسابقه بررسی کنید