CON LẮC VẬT LÝ


1. Mục Đích:

Xác định chu kỳ dao động của con lắc vật lý từ đó suy ra gia tốc trọng trường g.

2. Chuẩn bị lý thuyết:

Con lắc vật lí là một thanh rắn quay quanh một trục cố định.

Phương trình dao động của con lắc vật lí là:

θ = θo.cos(ωt + φ)

trong đó tần số góc ω cho bởi:

Chu kì T của con lắc vật lí cho bởi:

3. Đồ dùng cần thiết:

1 aMixer MGA

1 cảm biến chuyển động quay

1 thanh trụ đặc dài và 2 quả nặng có thể tháo lắp được,

Một giá đỡ thí nghiệm

4. Thực hành:

Lắp đặt hệ thống như hình 3,

Lưu ý: Lắp ròng rọc 3 bậc vào giá đỡ thí nghiệm sao cho mặt rộng của ròng rọc quay ra phía ngoài của vỏ của cảm biến chuyển động quay như hình 3.

Kết nối cảm biến chuyển động quay vào bộ aMixer MGA, đặt công tắc cảm biến tại vị trí “Hi” (độ phân giải cao),

Hộp thoại về lựa chọn độ phân giải của cảm biến tự động xuất hiện, lựa chọn “Cảm biến chuyển động quay (o) (Cao)” như hình 4,

Chọn biểu tượng   để điều chỉnh thời gian và tốc độ lấy mẫu, trong phần “Thời gian hiển thị” -> chọn “5 giây”, trong phần “Chế độ kiểm tra” -> chọn “Dừng sau 5 giây” và cuối cùng là chọn “Chạy” để hoàn tất quá trình như hình 4.

Đưa con lắc vật lý đến vị trí biên,

Chọn biểu tượng  để bắt đầu thư thập dữ liệu,

Sau 5 giây, quá trình đo sẽ tự động ngừng lại,

Chọn biểu tượng  để chọn lựa 2 đỉnh gần kề nhau để xác định chu kỳ của con lắc vật lý, áp dụng công thức trên để tính gia tốc trọng trường g,

Trên màn hình xuất hiện 2 dòng chữ:

Dòng thứ nhất là thời gian chênh lệch giữa hai điểm vừa chọn.

Dòng thứ hai là độ chênh lệch về biên độ của hai điểm trên.

Từ công thức tính chu kỳ T, hãy xác định gia tốc trọng trường g,

Để xác định Tốc độ chuyển động quay của con lắc, chọn biểu tượng    “Phân tích dữ liệu” -> “Tốc độ (Chuyển động quay)” -> chọn “Chạy” để hoàn tất quá trình tính toán Tốc độ chuyển động quay.