Старт в науке
Научный журнал для школьников ISSN 2542-0186
О журнале Выпуски Правила Олимпиады Учительская Поиск Личный портфель

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПЕРИОДА КОЛЕБЛЮЩЕГОСЯ ТЕЛА ОТ ЕГО МАССЫ

Заикин Н.Ю. 1
1 р.п. Решетниково, МОО № 8622 / 0790 – АЛФЁРОВСКОЙ ООШ, 8 класс
Коробова Е.Б. (р.п. Решетниково, МОО – АЛФЁРОВСКОЙ ООШ)
1. Перышкин А.В., Гутник Е.М.. «Физика № 8622 / 0790 – 9» № 8622 / 0790 – М.: Дрофа, 2011.
2. URL: http://fizportal.ru/physics-book-67-4.
3. URL: http://physics.usurt.ru/zao/kolebatelnoe %20dvigenie.htm.

Тема и основная задача исследования

Работа посвящена исследованию зависимости периода колеблющегося тела от его массы.

Проблема, обозначенная в исследовании: проведение эксперимента, обработка и анализ полученных результатов.

Цель исследования: провести эксперимент, по результатам которого выявить зависимость периода колеблющегося тела от его массы.

Выдвигаемая гипотеза: влияние массы тела на период его колебаний.

Основные итоги: достижение цели исследования.

Актуальность темы исследования обосновывается тем, что у меня возник интерес в установке зависимости периода колебаний колеблющегося тела от его массы.

При исследовании использовались следующие методы:

– экспериментальный;

– расчетный;

– анализ полученных результатов;

– логически мыслительные операции.

Рассмотрим основные этапы работы.

Первый этап (подготовительный) включает решение следующих задач:

– выбор темы исследования;

– отбор приборов и материалов для эксперимента.

Второй этап включает решение следующих задач:

– проведение измерений по эксперименту;

– описание результатов исследования.

Третий этап предполагает последовательное решение следующих задач:

– произвести сравнительный анализ результатов исследования;

– сделать вывод по результатам исследования, описать результаты.

Обоснование темы исследования

Колебания – это любой физический процесс, характеризующийся повторяемостью во времени.

Волнение моря, качание маятника часов, вибрации корпуса корабля, биение человеческого сердца, звук, радиоволны, свет, переменные токи – все это колебания.

В процессе колебаний значения физических величин, определяющих состояние системы, через равные или неравные промежутки времени повторяются.

Колебания называются периодическими, если значения изменяющихся физических величин повторяются через равные промежутки времени.

Наименьший промежуток времени Т, через который значение изменяющейся физической величины повторяется (по величине и направлению, если эта величина векторная, по величине и знаку, если она скалярная), называется периодом колебаний [2].

С детства все хорошо знакома и многими любима такая старинная забава как качели. Тренировкам на этом снаряде придает большое значение даже летчики и космонавты [1].

Возник интерес и захотелось выяснить, влияет ли масса тела на период колебаний качелей.

Именно поэтому задача нашей работы – исследовать зависимость периода колеблющегося тела от его массы.

Исследование зависимости периода колеблющегося тела от его массы

Для решения данной задачи проведем экспериментальное исследование на детской площадке. Нам понадобится оборудование: секундомер, весы.

1. Проведем измерение времени колебаний пустых качелей и рассчитаем период колебаний.

2. Полученные измерения занесем в таблицу и проведем вычисления, которые занесем в таблицу.

3. Составим таблицу (табл. 1).

4. Вычисления:

Nср = (N1 + N2 + N3 + N4 + N5):5 = 10;

tср = (t1 + t2 + t3 + t4 + t5):5 = (19,18 + + 19,16 + 19,03 + 19,09 + 19,25):5 = 19,142 (с);

Tср = tср:Nср = 19,142 c:10 = 1,9142 (с).

5. Проведем измерение времени колебаний нагруженных качелей и рассчитаем период колебаний. Для утяжеления качелей положим на них кирпич, предварительно измерив его массу с помощью весов, и получили массу кирпича равной 3,4 кг.

Таблица 1

опыта

Число колебаний

N

Среднее значение колебаний

Nср

Затраченное время, с

t

Среднее значение времени, с

tср

Средний период колебаний, с Tср

1

10

10

19,18

19,142

1,9142

2

10

19,16

3

10

19,03

4

10

19,09

5

10

19,25

Таблица 2

опыта

Число колебаний

N

Среднее значение колебаний

Nср

Затраченное время, с

t

Среднее значение времени, с

tср

Средний период колебаний, с Tср

1

10

10

19,90

19,60

1,960

2

10

19,88

3

10

19,22

4

10

19,41

5

10

19,59

zaik1.tif

Рис. 1. Измерения, проводимые для ненагруженных качелей

zaik2.tif

Рис. 2. Измерение массы кирпича с помощью весов

zaik3.tif

Рис. 3. Измерения, проводимые для нагруженных качелей

6. Полученные измерения занесем в таблицу и проведем вычисления, которые занесем в таблицу.

7. Составим таблицу (табл. 2).

8. Вычисления:

Nср = (N1 + N2 + N3 + N4 + N5):5 = 10;

tср = (t1 + t2 + t3 + t4 + t5):5 = (19,90 + + 19,88 + 19,22 + 19,41 + 19,59):5 = 19,60 (с);

Tср = tср:Nср = 19,60:10 = 1,960 (с).

Заключение

Выводы по результатам исследования

Проведя эксперимент и выполнив расчеты, можно сказать, что период колебаний подвесных детских качелей не зависит от их загруженности, так как период колебаний качелей в обоих случаях получился приблизительно одинаковый.

В более широком смысле наши исследования доказывают, что период колебаний подвесных качелей не зависит от того, кто на них качается – ребенок или взрослый.

Задача исследования – выявление влияние зависимости периода колеблющегося тела от его массы – выполнена.


Библиографическая ссылка

Заикин Н.Ю. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПЕРИОДА КОЛЕБЛЮЩЕГОСЯ ТЕЛА ОТ ЕГО МАССЫ // Старт в науке. – 2016. – № 1. – С. 101-102;
URL: http://science-start.ru/ru/article/view?id=20 (дата обращения: 04.07.2020).