Нарисуй на бумаге положение нуля (зайчика в равновесии) и представь, как будет сдвигаться пятно при малом угле поворота зеркала.

Используй геометрическую привязку между углом поворота зеркала и перемещением пятна на экране: градуируй шкалу равномерно в сантиметрах, отмечая положения пятна при известных смещениях по линейке.

1. 1. Закрепи зеркало вместо зеркальца и отметь положение нуля на экране.
2. 1. Сдвигай зеркало по известным отрезкам (например, по 1 см) или поворачивай на удобные малые углы и отмечай положение зайчика.
3. 1. Пронумеруй отметки на экране через 1 см, чтобы шкала была линейной и читалась в сантиметрах.
4. 1. Проверь соответствие шкалы, сравнив несколько независимых измерений и убедись, что расхождения в пределах точности (1 см) — при необходимости подкорректируй метки.

Нарисуй установку и отметь положение «зайчика» в равновесии. Подумай, какие данные нужно получить, чтобы связать поворот зеркала с перемещением пятна на экране.

Измерь угол поворота зеркала угломером и координату «зайчика» на разметке экрана; для надёжности делай измерения для симметричных по модулю отклонений и повторяй каждое измерение. Для анализа построй точечный график зависимости и сравниидентичность данных для положительных и отрицательных углов.

1. 1. Совмести нулевые метки на угломере и шкале экрана и зафиксируй положение равновесия.
2. 1. Перемещай зеркало в ряд симметричных положений относительно нуля; в каждом случае записывай измеренные пары и при возможности повторяй измерение, чтобы получить средние значения.
3. 1. Оцени случайную и систематическую погрешности измерений и добавь их к записям.
4. 1. Нанеси точки на координатную сетку и по ним построй график зависимости ; вырази экспериментальную зависимость из полученных данных.

Нарисуй схему: положение зеркальца, падающий луч, нормаль к поверхности и отражённый луч; отметь точку попадания на экран. Посмотри, как при малом повороте зеркальца смещается точка на экране.

Воспользуйся законом отражения: угол падения равен углу отражения. Свяжи угол направления отражённого луча с координатой на экране на расстоянии от зеркальца.

1. Нарисуй нормаль к зеркальцу и пометь угол поворота зеркальца относительно положения равновесия.
2. Применив закон отражения, запиши соотношение между ориентацией зеркальца и направлением отражённого луча (введи угол направления отражённого луча ).
3. Вырази координату на экране через угол направления луча, используя геометрию: .
4. Из полученной системы выразите через .

Подумай, как получить шкалу углов на экране: сопоставь выбранные угловые метки φ с положениями зайчика x.

Пользуйся экспериментальной таблицей (или теоретической зависимостью x(φ)) и перенеси на экран неравномерные отметки, соответствующие заданным углам φ.

1. 1. Выбери набор углов (например, через 5°) для нанесения на вторую шкалу.
2. 1. Для каждого выбранного φ найди соответствующую координату x по экспериментальным данным или по теоретической зависимости.
3. 1. Отметь на экране полученные значения x и подпиши соответствующие углы — шкала получится неравномерной.
4. 1. Выразите координату x для каждой угловой метки φ из полученной зависимости и проставь метки на шкале.

Наблюдай, как меняется время прохождения маятником пути от одного крайнего положения до другого при разных амплитудах — какие величины придется измерять, чтобы получить среднюю угловую скорость?

Воспользуйся определением средней угловой скорости как отношения изменения угла к затраченному времени: . Измерь времена прохождения интервала от до для разных .

1. Выбери набор значений максимального отклонения и для каждого подготовь маятник к запуску.
2. Для каждого многократно измерь время прохождения от до и вычисли среднее значение .
3. Запиши соотношение между измеренными величинами и средней угловой скоростью (связь , и ), используя определение из H2.
4. Построй график по полученным данным и вырази из полученной системы коэффициент пропорциональности .

Обрати внимание, что период крутильных колебаний практически не меняется с амплитудой, поэтому время прохождения от −φ0 до +φ0 остаётся почти постоянным.

Из формулы для средней скорости следует линейная зависимость ωср = C·φ0; найдёшь C через отношение 2 к среднему времени прохождения половины периода (C = 2 / tср).

1. 1. Найди для всех измерений среднее время tср прохождения от −φ0 до +φ0.
2. 1. Вычисли коэффициент C как C = 2 / tср (или как наклон графика ωср(φ0)).
3. 1. Интерпретируй C как величину, обратную четверти периода колебаний (физический смысл — скорость на единицу угла при данном характерном времени).
4. 1. Выразите численное значение C через среднее измеренное время и подготовь объяснение его физического смысла.

Наблюдай изменение угла при движении от одного крайнего положения к другому; запиши, как меняется положение маятника во времени. Нарисуй схему шкалы и укажи, какие отметки будешь фиксировать.

Записывай моменты времени прохождения маятником заранее отмеченных угловых меток с помощью секундомера (лучше — с памятью). Затем, пользуясь калибровкой шкалы из части 1, переведи отмеченные положения в углы и сопоставь их с зафиксированными моментами времени.

1. 1. Выведи маятник в выбранное максимальное отклонение и начни отсчёт времени в момент, когда он начинает проходить отмеченные метки.
2. 1. Фиксируй времена прохождения каждой метки с помощью памяти секундомера, повтори для надёжности несколько раз.
3. 1. По калибровке шкалы из части 1 переведи каждую метку в соответствующее значение угла поворота и составь набор пар (время, угол).
4. 1. Построй график по полученным точкам и выразите из полученной системы.

Максимальная мгновенная угловая скорость достигается в положении равновесия (φ=0) — ищи касательную в этой точке.

Построй график φ(t), проведи касательную в точке φ=0 и определи её наклон dφ/dt — это ωmax; затем сравни с вычисленной средней скоростью.

1. 1. На графике φ(t) аккуратно проведи касательную в окрестности точки φ=0 и выбери удобный интервал для аппроксимации её наклона.
2. 1. Определи ωmax как коэффициент наклона касательной (изменение φ по времени на выбранном малом интервале).
3. 1. Вычисли среднюю скорость ωср за весь интервал как 2φ0 / tполпериода и найдите отношение ωmax/ωср.
4. 1. Выразите ωmax численно из наклона касательной, а затем вычисли их отношение для сравнения с теоретическим значением.

Построй на одном листе нормированные зависимости φ/φ0 и x/x0 от времени; обрати внимание, насколько они совпадают или расходятся.

Используй экспериментальные φ(t) и преобразование x(φ) (теоретическое или табличное) для получения x(t), затем нормируй обе величины и нанеси их на один график.

1. 1. По таблице φ(t) вычисли соответствующие x(t) с помощью зависимости x(φ) (экспериментальной или теоретической).
2. 1. Нормируй: вычисли φ/φ0 и x/x0 в те же моменты времени.
3. 1. Нанеси обе зависимости на один бланк и сравни формы кривых; отметь области, где они расходятся.
4. 1. Выразите x/x0 через полученные φ(t) и объясни различие графиков как следствие нелинейного соответствия x(φ).