Осцилации - математичко нишало

Осцилации - математичко нишало

За да дадеме одговор на прашањето што се тоа осцилации и кои се основните величини со кои се опишуваат најпрво можете да го изгледате ова кратко 👉видео👈. Ќе разгледуваме посебен вид на движење кое се нарекува осцилаторно движење, со помош на симулација. Тело обесено на нерастеглив конец со занемарлива маса кое осцилира околу својата рамнотежна положба се нарекува математичко нишало. Математичкото нишало е идеализација на просто нишало. Кај ова нишало телото има значителна маса, но занемарливо мали димензии а тоа во математиката се нарекува материјална точка. Со помош на оваа симулација ќе дојдеме до заклучок од што би зависел периодот на осцилирање на математичкото нишало.

Упатство за користење на симулацијата

За да се реализира активноста најпрво кликнете на 👉линкот👈.

На екранот ќе ви се отвори следната работна површина:

На сликата подолу се дадени објаснувања за опции и копчиња.

Пред да го пуштиме телото да осцилира, потребно е да знаеме како се определува периодот на осцилирање. Телото прави една осцилација од почетокот на пуштање се додека тоа се врати во својата почетна положба, а времето за кое телото прави една осцилација се нарекува период и обично го бележиме со Т. 

Активност 1:

Да се определи од што зависи периодот на осцилирање.

Бидејќи можат да се направат различни зависности, задачата за првата група е да се открие како зависи периодот од аголот на отклонување на телото односно од амплитудата која како што видовме на видеото претставува најголемото отстапување на телото од неговата рамнотежна положба (колку е поголем аголот на отклонување толку е поголема и вредноста на амплитудата која, исто така се изразува во степени), втората група зависност на периодот од должината на конецот и третата група зависност на периодот од масата на телото.

За да ја изработите активноста потребно е:

                 Група 1:

1. Поставувате различни вредности за аголот на отклонување (Amplitude)-10°, 12°, 14°, 16°, 18°

2. Ги запишувате поставените вредности за аголот на отклонување во табела

3. Ги запишувате и добиените вредности за периодот на осцилирање за секој агол во табелата

4. Правите графичка зависност на перодот од аголот на отклонување од вредностите запишани во табелата со помош на Excel.

                 Група 2:

1. Поставувате различни вредности за должината на конецот (Length) - 5m, 6m, 7m, 8m, 9m

2. Ги запишувате поставените вредности за должината на конецот во табела

3. Ги запишувате и добиените вредности за периодот на осцилирање за секоја должина во табелата

4. Правите графичка зависност на перодот од должината на конецот од вредностите запишани во табелата со помош на Excel.

                 Група 3:

1. Поставувате различни вредности за масата на телото (Mass) - 2 kg, 4 kg, 6 kg, 8 kg, 10kg

2. Ги запишувате поставените вредности за масата на телото во табела

3. Ги запишувате и добиените вредности за периодот на осцилирање за секоја маса во табелата

4. Правите графичка зависност на перодот од масата на телото од вредностите запишани во табелата со помош на Excel.

КАКВИ ЗАВИСНОСТИ ДОБИВАТЕ?

*Дополнителна задача за група 2: претставете графичка зависност на периодот на квадрат од должината на конецот.

Кога телото започнува да се движи, на него му дејствуваат некакви сили:

Нему му дејствува силата на земјина тежа G = mg, но тоа не е единстветната сила која му дејствува, улога игра и силата на затегнување на конецот. Значи, кога телото е во рамнотежна положба овие две сили се изедначени. Но кога не е, односно кога се движи, бидејќи G дејствува секогаш надолу, потребно е да ја разложиме по компоненти. Во тој случај компонентата Fr ќе се изедначи со силата на затегнување на конецот и на телото ќе дејствува само компонентата Ft или во нашиот случај таа е наречена тангенцијална сила.

Активност 2:

Задачата е за група 1 и 3. Да се определи дали и како зависи периодот од гравитационото забрзување. Тоа ќе го направите со симулацијата на следниот начин:

1. Поставувате различни вредности за земјиното забрзување  - 10 m/s², 20 m/s², 30 m/s², 40 m/s², 50 m/s²

2. Ги запишувате поставените вредности за гравитационото забрзување во табела

3. Ги запишувате и добиените вредности за периодот на осцилирање за секоја вредност на гравитационото забрзување во табелата

4. Правите графичка зависност на перодот од гравитационото забрзување од вредностите запишани во табелата со помош на Excel.

4. Направете графичка зависност на квадратот на периодот од гравитационото забрзување