Условие
Городская олимпиада (3-й этап) 2024 11 класс № Э1Оборудование: два штатива, желоб пластиковый длиной 110см закреплённый на двух дощечках длиной 56см каждая (ширина дощечек 5,0 - 6,0см, толщина 1,0 - 2,0см), шарик стальной диаметром 2,5см, мерная лента, секундомер, линейка 40см, скотч тонкий, ножницы.
В данной задаче Вам предстоит исследовать негармонические колебания шарика в V-образном желобе. Желоб в штативах должны установить организаторы олимпиады предварительно. Экспериментальная установка должна выглядеть как на рисунке 1. Искривлением желоба в изгибе при выводе уравнений пренебречь. Под полным колебанием будем понимать движение шарика из точки O в точку C и возврат в точку D. Угол наклона желоба
Часть 1. Период и амплитуда
1.1 Получите уравнение зависимости между периодом колебания T и амплитудой
1.2 Экспериментально исследуйте зависимость периода первого колебания шарика по V-образному желобу от начальной амплитуды
1.3 Используя результаты полученные в п.1.2, обоснуйте, можно ли применять физическую модель движения шайбы по гладкой V-образной поверхности к колебаниям шарика по V-образному желобу. (*Подсказка: проверьте графически, подтверждается или нет уравнение, полученное Вами в п.1.1).
Часть 2. Декремент затухания
Быстроту затухания колебаний описывают с помощью декремента затухания
2.1 Исследуйте экспериментально зависимость начальной амплитуды от порядкового номера колебания
2.2 Используя результаты полученные в п.2.1, подтвердите или опровергните справедливость уравнения (1) для колебаний шарика по V-образному желобу. Определите декремент затухания. Вычислите погрешности.
2.3 Окончательный результат запишите в виде
Часть 3. Период и угол наклона желоба
3.1 Получите уравнение зависимости
3.2 Исследуйте экспериментально зависимость периода колебания от угла наклона желоба
3.3 Используя результаты полученные в п.3.2, проверьте, подтверждается или нет зависимость, полученная Вами в п.3.1.
