Условие

Городская олимпиада (3-й этап) 2019 11 класс № Э2

Приборы и оборудование: штатив с двумя стержнями (один для крепления нити, второй для намотки), прочная нить с грузом (гайка), линейка, угломерная шкала.

Оценка погрешности в данном задании не требуется!

Когда нить маятника, подвешенная в точке натыкается на горизонтальный стержень , то при некоторой скорости груза маятника нить может полностью намотаться на стержень.

В данном задании Вам необходимо исследовать этот эффект. Обозначим длину нити маятника (она должна быть примерно равной м и оставаться неизменной во всех экспериментах) Расстояния от нижней точки маятника до стержня обозначим (эту величину следует изменять в ходе эксперимента).

Часть 1. Теоретическая.

1.1 Рассчитайте, на какой начальный угол (от вертикали) нужно отклонить нить описанного выше маятника, чтобы она в процессе движения намоталась на тонкий стержень. Пренебрегайте потерями энергии на сопротивление воздуха, неупругими деформациями нити при столкновении со стержнем, толщиной стержня и т.д.

Прежде чем, приступать к экспериментальной проверке этой зависимости, исследуем возможные механизмы потерь механической энергии

Часть 2. Экспериментальное изучение потерь энергии.

Расположите штатив близко к краю стола, на торце которого прикрепите линейку. Нить маятника должна двигаться близи линейки, так, чтобы вы могли измерять по ней отклонения нити. Эти отклонения будем обозначать . Остальные обозначения оставляем прежними.

2.1 Измерьте зависимость отклонения нити в крайнем положении от числа совершенных колебаний. Отдельно проведите измерения при больших (больше см) отклонениях и при малых отклонениях (меньше см).

Кратко укажите, как вы проводили эти измерения.

2.2 Укажите, какая из измеряемых величин пропорциональна энергии маятника в крайнем положении.

2.4 На основании экспериментальных данных найдите среднее значение относительных потерь механической энергии за один период колебаний (при больших и малых отклонениях). Обоснуйте свои расчеты линеаризованным графиком зависимости энергии от числа колебаний.

2.5 Расположите в нижней части штатива стержень, так чтобы нить в процессе движения натыкалась на него. Отклоняйте маятник на такой угол, чтобы нить изгибалась при соприкосновении со стержнем, но не наматывалась на него. Такое движение очень похоже на удар – нить также быстро отскакивает!

Проведите аналогичные измерения и определите относительные потери энергии в этом случае (достаточно провести одну серию измерений)

2.6 Сравните полученные значения, укажите какая из причин (сопротивление воздуха или «неупругость» удара) приводит к большим потерям энергии.

Часть 3. Наметка.

В верхней части штатива закрепите лист картона с угломерной шкалой для измерения начального угла отклонения нити

3.1 Исследуйте зависимость угла (при котором нить начинает накручиваться на стержень) от положения стержня .

3.2 Постройте график полученной зависимости. Можете преобразовать (например, линеаризовать) свою зависимость для большей наглядности и возможности сравнения их с теоретической формулой, полученной в первой части данного задания.

3.4 Укажите существенные причины, объясняющие возможные различия между теоретическими и экспериментальными зависимостями.

Э2 Неупругий удар

При столкновениях пластичных тел (например, шариков из пластилина) происходит неупругий удар – удар, при котором часть кинетической энергии шариков …

 Городская3-й этап 2007 9 кл. Импульс. Закон сохранения импульсаСтолкновения телРабота. Кинетическая энергия У Р Б П ≈4/5 Э2 Экспериментальная задача 10-2
  1. Скотч.
  2. Пластилин (кусок)
  3. Спичечный коробок
  4. Поролон упаковочный – кусок в форме параллелепипеда 1 см х 3 см х 8см.
    Конструирование …
 Городская3-й этап 2010 10 кл. Сухое трениеРабота. Кинетическая энергияПотенциальная энергия У Р Б П ≈4/5 Э2 Резиновый маятник

В данной задаче Вам предлагается исследовать колебания груза известной массы , подвешенного при помощи штатива на резиновом рыболовном шнуре. В …

 Городская3-й этап 2011 11 кл. Силы упругости. Закон ГукаДеформации и упругие свойства телПружинный маятник У Р Б П ≈4/5 Э1 Мыльное трение

Приборы и оборудование: штатив, кусок мыла, секундомер, линейка, доска, резиновая полоса, набор грузов (100, 50, 20, 10 г), влажная салфетка.
Полоску …

 РеспубликанскаяРесп. 2023 11 кл. Равномерное движениеСредняя и мгновенная скоростьЗаконы динамики Ньютона У Р Б П ≈4/5 Э1 Модуль кручения

Во время теоретического тура Вы решали задачу про опыты О. Кулона. Сейчас вам предстоит проделать работу, которая предшествовала созданию крутильных …

 РеспубликанскаяРесп. 2018 10 кл. Вращательное движение. Момент силыСилы упругости. Закон ГукаДеформации и упругие свойства тел У Р Б П ≈4/5 Э2 Знай свои деньги!

Проведение измерений в данной работе требует предельной аккуратности и тщательности. Не пожалейте времени на подготовку установки и ее …

 Городская3-й этап 2022 11 кл. Законы динамики НьютонаСила тяжести и вес телаМатематический маятник У Р Б П ≈4/5
Нужна подсказка? →