F3 - Fyzikální kyvadlo

doba kmitu, doba kyvu (perioda), frekvence, redukovaná délka kyvadla, gravitační zrychlení

Cíl

Demonstrovat závislost výchylky na čase

Pomůcky

• modul optická závora
• modul voltmetr
• chemický stojan
• fyzikální kyvadlo (kovové nebo s kovovým hrotem)
• vodní potenciometr se symetrickým zdrojem (typ b)

Provedení

V programu nastavíme celkový čas měření asi 10 s a vzorkovací frekvenci 100 Hz. Oživíme například kanál C, ke kterému připojíme modul voltmetr a kanál D s optickou závorou. Nastavíme automatický start s opakováním. Ponecháme standardní zobrazení, tedy časovou závislost. Závoru upevníme na stojan a nastavíme tak, aby vysílač byl na jedné ose s přijímačem ve vzdálenosti asi 5 cm. Kyvadlo s posuvnými břity uložíme do závěsu a umístíme tak, aby konec tyče byl ponořen asi 1cm pod hladinou vody v potenciometru. V rovnovážné poloze (v klidu) se musí hrot volně visícího závaží nacházet v místě s nulovým potenciálem (případné úpravy provedeme posuvem elektrod). Zároveň je třeba, aby volně zavěšené kyvadlo protínalo osu přijímač-vysílač.

1. Kyvadlo vychýlýme, necháme volně kývat a odstartujeme měření. Sledujeme časovou závislost okamžité výchylky.
2. Odečteme dobu kyvu a odhadneme moment setrvačnosti kyvadla zrychlení.
3. Ověříme, že kyvadlo kýve kolem dvou břitů, symetricky rozložených kolem těžiště se stejnou dobou kyvu.

Vysvětlení

Doba kyvu fyzikálního kyvadla souvisí s délkou závěsu podle vztahu:

Webmaster: Jiří Ryzner, poslední aktualizace: 21.7.2014