E7 - Matematické kyvadlo

doba kmitu, doba kyvu (perioda), frekvence, tíhové zrychlení

Cíl

Demonstrovat jednoduchou metodu měření okamžité rychlosti.

Pomůcky

modul optická závora chemický stojan závaží (pokud možno tmavé barvy, matové) na niti

Provedení

V programu nastavíme celkový čas měření asi 5 s a vzorkovací frekvenci 200 Hz. Oživíme kanál A, ke kterému připojíme optickou závoru. Modul optická závora má propojený vysílač a přijímač (optická závora, nikoliv jenom přijímač –fotometr). Ponecháme časové měření a grafické zobrazení. Nastavíme ruční start, případně automatický (po 1s). Závoru upevníme na stojan a nastavíme tak, aby vysílač byl na jedné ose s přijímačem ve vzdálenosti asi 5 cm. Závaží zavěsíme na nit a umístíme na stojan. V rovnovážné poloze (v klidu) musí volně visící závaží protínat osu přijímač - vysílač.

1. Kyvadlo vychýlíme (max. 5°), necháme volně kývat a odstartujeme měření. Odečteme dobu kyvu (ve „Zpracování dat“ je odečet hodnot tzv. volný odečet hodnot, volně pohybujeme myší a odečítáme potřebné body, resp. klouzavý odečet hodnot (současný stisk „Shift“ a pohyb myší a opět odečet stiskem myši).
2. Kyvadlo vychýlíme pod velkým úhlem (30° či více) a měření zopakujeme či provedeme do téhož obrázku použitím příkazu "Další měření" (horní menu). Opět odečteme dobu kyvu.
3. Změníme délku závěsu a provádíme táž měření jako ve variantě 1). Sledujeme, jak souvisí doba kyvu s délkou závěsu.

Vysvětlení

Doba kyvu matematického kyvadla T souvisí s délkou závěsu l a velikostí tíhového zrychlení g podle vztahu: Kyvy ve variantě 1) a 3) tomuto vztahu dosti dobře vyhovují. Pro kyvy s velkou počáteční výchylkou vztah neplatí.

Stažení naměřeného experimentu:

Stažení naměřeného experimentu ISESWIN32i:

Webmaster: Jiří Ryzner, poslední aktualizace: 21.7.2014