panjang bandul

Volume bola padat

Bahan bola terbuat dari

1,0 m

5 cm 3

baja

1,5 m

5 cm 3

baja

2,0 m

5 cm 3

aluminium

1,0 m

8 cm 3

baja

1,0 m

5 cm 3

tembaga

Sebuah batang bermassa 0,8 kg bergerak sepanjang meja horizontal, dihubungkan ke beban bermassa 0,2 kg oleh seutas benang tak berbobot yang tidak dapat diperpanjang yang dilemparkan ke atas balok licin tak berbobot. Beban bergerak dengan percepatan 1,2 m/s2. Tentukan koefisien gesekan batang pada permukaan meja.

Menjawab: _____

Titik B berada di tengah segmen AC. Muatan titik stasioner -q dan -2q (q = 1 nC) masing-masing terletak di titik A dan C. Muatan positif apa yang harus ditempatkan di titik C sebagai ganti muatan - 2q, sehingga modulus kuat medan listrik di titik B meningkat 2 kali?

Jawaban: _____ nK

Sebuah konduktor lurus dengan panjang I = 0,2 m, yang melaluinya arus I = 2 A, berada dalam medan magnet seragam dengan induksi B = 0,6 T dan sejajar dengan vektor⇀ BB⇀ . Tentukan modulus gaya yang bekerja pada konduktor dari medan magnet.

Jawaban: _____ H.

Bagian 2.

Solusi lengkap yang benar dari masing-masing masalah 27-31 harus berisi hukum dan rumus, yang penerapannya diperlukan dan cukup untuk menyelesaikan masalah, serta transformasi matematika, perhitungan dengan jawaban numerik dan, jika perlu, angka menjelaskan solusinya.

Telur katak yang terpisah transparan, cangkangnya terdiri dari zat agar-agar; di dalam telur adalah embrio gelap. Di awal musim semi, pada hari-hari cerah, ketika suhu air di reservoir mendekati nol, kaviar terasa hangat saat disentuh. Pengukuran menunjukkan bahwa suhunya bisa mencapai 30 derajat.

1) Bagaimana fenomena ini dapat dijelaskan?

2) Berikan contoh-contoh serupa yang terdapat dalam kehidupan sehari-hari atau di alam.

Tunjukkan jawaban

Seseorang mulai menaiki eskalator kereta bawah tanah dengan percepatan a = 0,21 m/s 2 . Setelah sampai di tengah eskalator, ia berhenti, berbelok, dan mulai turun dengan percepatan yang sama. Tentukan berapa lama seseorang berada di eskalator.

Panjang eskalator adalah L=100 m, dan kecepatannya adalah V=2 m/s.

Tunjukkan jawaban

Silinder berisi nitrogen dengan massa m = 24 g pada suhu T = 300 K. Gas didinginkan secara isokhor sehingga tekanannya turun n = 3 kali. Gas tersebut kemudian dipanaskan pada tekanan konstan sampai suhunya mencapai suhu aslinya. Tentukan usaha A yang dilakukan oleh gas tersebut.

Tunjukkan jawaban

Ketika terminal sel galvanik dihubung pendek, arus dalam rangkaian adalah 2 A. Ketika sebuah lampu listrik dengan hambatan listrik 3 ohm dihubungkan ke terminal sel galvanik, arus dalam rangkaian adalah 0,5 A Berdasarkan hasil percobaan tersebut, tentukan hambatan dalam sel galvani.

Tunjukkan jawaban

Seseorang membaca buku sambil memegangnya pada jarak 50 cm dari mata. Jika ini adalah jarak penglihatan terbaiknya, berapa daya optik kacamata yang memungkinkannya membaca buku pada jarak 25 cm?

Di situs web kami, Anda dapat mempersiapkan diri dengan baik untuk lulus ujian fisika, karena setiap minggu opsi baru untuk tugas muncul di situs web kami.

1. Gambar tersebut menunjukkan grafik pergerakan bus sepanjang jalan lurus sepanjang sumbu X. Tentukan proyeksi kecepatan bus pada sumbu X dalam selang waktu 0 sampai 30 menit.

Jawaban: _____ km/jam

2. Dalam kerangka acuan inersia, gaya ⇀ F

Memberitahu benda bermassa m percepatan, modulo 2 m/s 2 . Berapa modulus percepatan benda bermassa? m2 di bawah kekuatan 2 ⇀ F

dalam kerangka acuan ini?

Jawaban: _____ m/s 2

3. Di atas troli bermassa 50 kg, menggelinding di sepanjang lintasan dengan kecepatan 0,8 m / s, 200 kg pasir dituangkan di atasnya. Tentukan kecepatan troli setelah memuat

Menjawab: _____

4. Berapa berat seseorang di udara, dengan memperhitungkan aksi gaya Archimedes? Volume seseorang V \u003d 50 dm 3, kepadatan tubuh manusia adalah 1036 kg / m 3. Massa jenis udara 1,2 kg/m 3 .

Jawaban: _____ N

5. Gambar menunjukkan grafik ketergantungan koordinat pada waktu untuk dua benda: A dan B, bergerak dalam garis lurus, di mana sumbu X diarahkan. Pilih dua pernyataan yang benar tentang pergerakan benda.

1. Selang waktu antara pertemuan benda A dan B adalah 6 s.

2. Benda A bergerak dengan kecepatan 3 m/s.

3. Benda A bergerak dengan percepatan beraturan.

4. Selama 5 s pertama, benda A menempuh jarak 15 m.

5. Benda B bergerak dengan percepatan konstan.

Menjawab:_____;

6. Beban pendulum pegas yang ditunjukkan pada gambar membuat osilasi harmonik antara titik 1 dan 3. Bagaimana energi potensial pegas pendulum dan kecepatan beban berubah ketika beban bandul bergerak dari titik 3 ke titik 2?

1. meningkat

2. menurun

3. tidak berubah

7. Sebuah keping bermassa m meluncur menuruni bukit dari keadaan diam. Percepatan jatuh bebas adalah g. Di kaki bukit, energi kinetik keping sama dengan E k. Gesekan keping di atas bukit dapat diabaikan. Menetapkan korespondensi antara kuantitas fisik dan formula yang dengannya mereka dapat dihitung. Untuk setiap posisi kolom pertama, pilih posisi kolom kedua yang sesuai dan tuliskan nomor yang dipilih di bawah huruf yang sesuai.

KUANTITAS FISIK

A. ketinggian bukit

B) modul momentum keping di kaki bukit

1) Ek√ 2 mg

2) √ 2 mEk

3) √ 2 Ekgm

4) Ekgm

Menjawab:____;

8. Ada gas ideal di bejana di bawah piston. Tekanan gas adalah 100 kPa. Pada suhu tetap, volume gas diperbesar 4 kali lipat. Tentukan tekanan gas pada keadaan akhir.

Jawaban: _____ kPa.

9. Gas dipindahkan dari keadaan 1 ke keadaan 3 seperti yang ditunjukkan pada diagram p-V. Berapa usaha yang dilakukan oleh gas dalam proses 1-2-3, jika p 0 \u003d 50 kPa, V 0 \u003d 2 l?

Jawaban: _____ J.

10. Berapa banyak kalor yang dikeluarkan oleh bagian besi tuang dengan berat 10 kg ketika suhunya turun 20 K?

Kapasitas panas spesifik dari besi cor C= Ddengan baikkeGtentangDengan

Jawaban: _____ kJ.

11. Ketergantungan volume massa konstan gas ideal pada suhu ditunjukkan pada diagram V-T (lihat gambar). Pilih dua pernyataan yang benar tentang proses yang terjadi dengan gas.

1. Tekanan gas berada pada titik minimum pada keadaan A.

2. Selama transisi dari keadaan D ke keadaan A, energi internal berkurang.

3. Selama transisi dari keadaan B ke keadaan C, usaha yang dilakukan oleh gas selalu negatif.

4. Tekanan gas pada keadaan C lebih besar dari pada tekanan gas pada keadaan A.

5. Tekanan gas pada keadaan D lebih besar dari pada tekanan gas pada keadaan A.

Menjawab:____;

12. Gambar A dan B menunjukkan grafik dua proses 1-2 dan 3-4, yang masing-masing dilakukan oleh satu mol argon. Grafik diplot dalam koordinat p-V dan V-T, di mana p adalah tekanan, V adalah volume dan T adalah suhu absolut gas. Menetapkan korespondensi antara grafik dan pernyataan yang mencirikan proses yang digambarkan pada grafik.

Untuk setiap posisi kolom pertama, pilih posisi kolom kedua yang sesuai dan tuliskan nomor yang dipilih di bawah huruf yang sesuai.

PERNYATAAN

1) Energi dalam gas berkurang, sedangkan gas melepaskan panas.

2) Usaha dilakukan pada gas, sedangkan gas mengeluarkan kalor.

3) Gas menerima panas tetapi tidak bekerja.

4) Gas menerima panas dan melakukan kerja.

13. Arus I yang sama mengalir melalui tiga konduktor paralel lurus panjang tipis (lihat gambar). Bagaimana gaya Ampere diarahkan pada penghantar 3 dari dua lainnya (atas, bawah, kiri, kanan, dari pengamat, ke pengamat)? Jarak antara konduktor yang berdekatan adalah sama. Tulis jawaban Anda dalam kata-kata.

Menjawab: _____

14. Gambar menunjukkan bagian dari rangkaian listrik. Berapa perbandingan jumlah kalor Q1/Q2 yang dilepaskan pada resistor R1 dan R2 secara bersamaan?

Menjawab: _____

16. Seberkas cahaya jatuh pada cermin datar. Sudut antara sinar datang dan cermin adalah 30°. Tentukan sudut antara sinar datang dan sinar pantul.

Jawaban: _____ °.

16. Dua buah kubus kaca 1 dan 2 yang tidak bermuatan didekatkan dan ditempatkan dalam medan listrik, yang intensitasnya diarahkan secara horizontal ke kanan, seperti yang ditunjukkan pada bagian atas gambar. Kemudian kubus dipindahkan terpisah dan baru kemudian medan listrik dihilangkan (bagian bawah gambar). Pilih dari daftar yang diusulkan dua pernyataan yang sesuai dengan hasil studi eksperimental, dan tunjukkan jumlahnya.

1. Setelah kubus-kubus tersebut dipindahkan, muatan kubus pertama ternyata negatif, muatan kubus kedua adalah positif.

2. Setelah ditempatkan dalam medan listrik, elektron dari kubus pertama mulai masuk ke kubus kedua.

3. Setelah kubus dipindahkan, muatan kedua kubus tetap sama dengan nol.

4. Sebelum kubus dipisahkan dalam medan listrik, permukaan kiri kubus ke-1 bermuatan negatif.

5. Sebelum kubus dipisahkan dalam medan listrik, permukaan kanan kubus ke-2 bermuatan negatif.

Menjawab:_____;

17. Bagaimana frekuensi osilasi alami dan kuat arus maksimum dalam kumparan rangkaian osilasi (lihat gambar) berubah jika kunci K dipindahkan dari posisi 1 ke posisi 2 pada saat muatan kapasitor 0?

1. meningkatkan

2. penurunan

3. tidak akan berubah

18. Tetapkan korespondensi antara resistansi bagian dari rangkaian DC dan representasi skematis dari bagian rangkaian ini. Hambatan semua resistor pada gambar adalah sama dan sama dengan R.

RESISTENSI BAGIAN

BAGIAN DC

Menjawab:_____;

19. Berapa jumlah proton dan neutron dalam isotop nitrogen? 14 7 N?

20. Waktu paruh isotop natrium 22 11 Nsebuah

sama dengan 2,6 tahun. Awalnya, ada 208 g isotop ini. Berapa dalam 5,2 tahun?

Menjawab: ______

21. Untuk beberapa atom, ciri khasnya adalah kemungkinan menangkap oleh inti atom salah satu elektron yang paling dekat dengannya. Bagaimana nomor massa dan muatan inti berubah dalam kasus ini?

Untuk setiap nilai, tentukan sifat perubahan yang sesuai:

1. meningkat

2. menurun

3. tidak berubah

Tuliskan nomor yang dipilih untuk setiap besaran fisika. Nomor dalam jawaban dapat diulang.

pengantar

Bagian 1. Fluktuasi

1 Osilasi periodik

Bagian 2. Pendulum fisik

1 Rumus dasar

3 Pendulum gesekan Froud

pengantar

Mempelajari fenomena, kita sekaligus berkenalan dengan sifat-sifat benda dan belajar bagaimana menerapkannya dalam teknologi dan dalam kehidupan sehari-hari. Sebagai contoh, mari kita beralih ke pendulum filamen berosilasi. Fenomena apa pun "biasanya" mengintip di alam, tetapi dapat diprediksi secara teoritis, atau ditemukan secara tidak sengaja ketika mempelajari yang lain. Bahkan Galileo memperhatikan getaran lampu gantung di katedral dan "ada sesuatu di bandul ini yang membuatnya berhenti." Namun, pengamatan memiliki kelemahan utama, mereka pasif. Untuk berhenti bergantung pada alam, perlu untuk membangun pengaturan eksperimental. Sekarang kita dapat mereproduksi fenomena tersebut kapan saja. Tapi apa tujuan percobaan kita dengan bandul filamen yang sama? Manusia mengambil banyak dari "saudara kita yang lebih kecil" dan oleh karena itu orang dapat membayangkan eksperimen apa yang akan dilakukan monyet biasa dengan pendulum benang. Dia akan mencicipinya, mengendusnya, menarik talinya, dan kehilangan minat padanya. Alam mengajarinya untuk mempelajari sifat-sifat benda dengan sangat cepat. Dapat dimakan, tidak dapat dimakan, enak, tidak berasa - ini adalah daftar singkat sifat-sifat yang telah dipelajari monyet. Namun, pria itu melangkah lebih jauh. Dia menemukan sifat penting seperti periodisitas, yang dapat diukur. Setiap sifat terukur dari suatu benda disebut besaran fisis. Tidak ada mekanik di dunia yang tahu semua hukum mekanika! Apakah mungkin untuk memilih hukum-hukum utama melalui analisis teoretis atau eksperimen yang sama? Mereka yang berhasil melakukan ini selamanya menorehkan nama mereka dalam sejarah sains.

Dalam pekerjaan saya, saya ingin mempelajari sifat-sifat bandul fisis, untuk menentukan sejauh mana sifat-sifat yang telah dipelajari dapat diterapkan dalam praktik, dalam kehidupan masyarakat, dalam sains, dan dapat digunakan sebagai metode untuk mempelajari fenomena fisis di bidang lain. bidang ilmu ini.

Bagian 1. Fluktuasi

Osilasi adalah salah satu proses yang paling umum di alam dan teknologi. Bangunan bertingkat tinggi dan kabel tegangan tinggi berosilasi di bawah pengaruh angin, pendulum jam yang berputar dan mobil pada pegas selama pergerakan, ketinggian sungai sepanjang tahun dan suhu tubuh manusia selama sakit.

Kita harus berurusan dengan sistem osilasi tidak hanya di berbagai mesin dan mekanisme, istilah "pendulum" secara luas digunakan dalam aplikasi untuk sistem dari berbagai alam. Jadi, bandul listrik disebut sirkuit yang terdiri dari kapasitor dan induktor, bandul kimia adalah campuran bahan kimia yang masuk ke dalam reaksi osilasi, bandul ekologi adalah dua populasi predator dan mangsa yang berinteraksi. Istilah yang sama diterapkan pada sistem ekonomi di mana proses osilasi berlangsung. Kita juga tahu bahwa sebagian besar sumber suara adalah sistem osilasi, bahwa perambatan suara di udara hanya mungkin karena udara itu sendiri adalah sejenis sistem osilasi. Selain itu, selain sistem osilasi mekanis, ada sistem osilasi elektromagnetik di mana osilasi listrik dapat terjadi, yang merupakan dasar dari semua teknik radio. Akhirnya, ada banyak sistem osilasi campuran - elektromekanis - yang digunakan dalam berbagai bidang teknis.

Kita melihat bahwa suara adalah fluktuasi kepadatan dan tekanan udara, gelombang radio adalah perubahan periodik dalam kekuatan medan listrik dan magnet, cahaya tampak juga merupakan getaran elektromagnetik, hanya dengan panjang gelombang dan frekuensi yang sedikit berbeda. Gempa bumi - getaran tanah, pasang surut - perubahan tingkat laut dan samudera, yang disebabkan oleh daya tarik bulan dan mencapai 18 meter di beberapa daerah, denyut nadi - kontraksi berkala otot jantung manusia, dll. Perubahan terjaga dan tidur, kerja dan istirahat, musim dingin dan musim panas. Bahkan setiap hari kita pergi bekerja dan pulang ke rumah termasuk dalam definisi fluktuasi, yang ditafsirkan sebagai proses yang berulang secara tepat atau kira-kira secara berkala.

Jadi, getaran itu mekanis, elektromagnetik, kimia, termodinamika dan berbagai lainnya. Terlepas dari keragaman ini, mereka semua memiliki banyak kesamaan dan karena itu dijelaskan oleh persamaan diferensial yang sama. Bagian khusus fisika - teori osilasi - membahas studi tentang hukum fenomena ini. Pembuat kapal dan pembuat pesawat terbang, spesialis industri dan transportasi, pencipta teknik radio dan peralatan akustik perlu mengetahuinya.

Setiap fluktuasi dicirikan oleh amplitudo - penyimpangan terbesar dari nilai tertentu dari nilai nolnya, periode (T) atau frekuensi (v). Dua besaran terakhir saling berhubungan dengan hubungan berbanding terbalik: T=1/v. Frekuensi osilasi dinyatakan dalam hertz (Hz). Unit pengukuran dinamai fisikawan terkenal Jerman Heinrich Hertz (1857-1894). 1Hz adalah satu siklus per detik. Ini adalah tingkat di mana jantung manusia berdetak. Kata "hertz" dalam bahasa Jerman berarti "hati". Jika diinginkan, kebetulan ini dapat dilihat sebagai semacam hubungan simbolis.

Ilmuwan pertama yang mempelajari getaran adalah Galileo Galilei (1564...1642) dan Christian Huygens (1629...1692). Galileo menetapkan isokronisme (ketergantungan periode dari amplitudo) osilasi kecil, mengamati ayunan lampu gantung di katedral dan mengukur waktu dengan ketukan denyut nadi di tangannya. Huygens menemukan jam pendulum pertama (1657) dan dalam edisi kedua monografinya "Jam Pendulum" (1673) menyelidiki sejumlah masalah yang terkait dengan pergerakan pendulum, khususnya, menemukan pusat ayunan pendulum fisik. Kontribusi besar untuk studi osilasi dibuat oleh banyak ilmuwan: Inggris - W. Thomson (Lord Kelvin) dan J. Rayleigh<#"justify">.1 Getaran periodik

Di antara berbagai gerakan mekanis dan osilasi yang terjadi di sekitar kita, gerakan berulang sering kita jumpai. Setiap putaran seragam adalah gerakan berulang: dengan setiap putaran, setiap titik dari benda yang berputar seragam melewati posisi yang sama seperti selama putaran sebelumnya, dan dalam urutan yang sama dan pada kecepatan yang sama. Jika kita perhatikan bagaimana cabang dan batang pohon bergoyang tertiup angin, bagaimana kapal bergoyang di atas ombak, bagaimana pendulum jam bergerak, bagaimana piston dan batang penghubung mesin uap atau mesin diesel bergerak maju mundur, bagaimana jarum mesin jahit melompat-lompat; jika kita mengamati pergantian pasang surut air laut, penataan kembali kaki dan lambaian tangan saat berjalan dan berlari, detak jantung atau denyut nadi, maka dalam semua gerakan ini kita akan melihat fitur yang sama - pengulangan berulang dari siklus gerakan yang sama.

Pada kenyataannya, pengulangan tidak selalu dan dalam semua kondisi persis sama. Dalam beberapa kasus, setiap siklus baru dengan sangat akurat mengulangi yang sebelumnya (ayunan pendulum, pergerakan bagian-bagian mesin yang beroperasi pada kecepatan konstan), dalam kasus lain, perbedaan antara siklus yang berurutan dapat terlihat (pasang surut, ayunan cabang, pergerakan bagian-bagian mesin selama operasinya) mulai atau berhenti). Penyimpangan dari pengulangan yang benar-benar tepat sangat sering sangat kecil sehingga dapat diabaikan dan gerakan dapat dianggap sebagai pengulangan yang cukup tepat, yaitu dapat dianggap periodik.

Berkala adalah gerakan berulang di mana setiap siklus persis mereproduksi setiap siklus lainnya. Durasi satu siklus disebut periode. Periode osilasi pendulum fisik tergantung pada banyak keadaan: pada ukuran dan bentuk tubuh, pada jarak antara pusat gravitasi dan titik suspensi, dan pada distribusi massa tubuh relatif terhadap titik ini.

Bagian 2. Pendulum fisik

1 Rumus dasar

Pendulum fisik adalah benda kaku yang dapat berayun di sekitar sumbu tetap. Pertimbangkan osilasi kecil pendulum. Posisi tubuh setiap saat dapat dicirikan oleh sudut deviasinya dari posisi keseimbangan (Gbr. 2.1).

Kami menulis persamaan momen tentang sumbu rotasi OZ (sumbu OZ melewati titik suspensi O tegak lurus terhadap bidang gambar "dari kami"), mengabaikan momen gaya gesekan jika momen inersia benda diketahui

Berikut adalah momen inersia bandul terhadap sumbu OZ,

Kecepatan sudut bandul,

Mz=- - momen gravitasi relatif terhadap sumbu OZ,

a adalah jarak dari pusat gravitasi benda C ke sumbu rotasi.

Jika kita berasumsi bahwa selama rotasi, misalnya, berlawanan arah jarum jam, sudutnya meningkat, maka momen gravitasi menyebabkan penurunan sudut ini dan, oleh karena itu, pada saat Mz<0. Это и отражает знак минус в правой части (1)

Mempertimbangkan itu dan, dengan mempertimbangkan kecilnya osilasi, kami menulis ulang persamaan (1) dalam bentuk:

(kami memperhitungkan bahwa untuk fluktuasi kecil, di mana sudut dinyatakan dalam radian). Persamaan (2) menggambarkan osilasi harmonik dengan frekuensi dan periode siklik

Kasus khusus dari pendulum fisik adalah pendulum matematika. Seluruh massa pendulum matematika praktis terkonsentrasi pada satu titik - pusat inersia pendulum C. Contoh pendulum matematika adalah bola besar kecil yang tergantung pada benang panjang yang tidak dapat diperpanjang. Dalam kasus bandul matematika, a = l, di mana l adalah panjang utas, dan rumus (3) masuk ke rumus terkenal

Membandingkan rumus (3) dan (4), kita menyimpulkan bahwa periode osilasi bandul fisis sama dengan periode osilasi bandul matematis dengan panjang l, yang disebut panjang tereduksi dari bandul fisis:

Periode osilasi bandul fisis<#"5" height="11" src="doc_zip19.jpg" />) bergantung secara nonmonotonik pada jarak. Hal ini mudah untuk dilihat jika, sesuai dengan teorema Huygens-Steiner, momen inersia dinyatakan dalam momen inersia terhadap sumbu horizontal paralel yang melalui pusat massa: Maka periode osilasi akan sama dengan:

Perubahan periode osilasi ketika sumbu rotasi dipindahkan dari pusat massa O di kedua arah sejauh a ditunjukkan pada Gambar. 2.2.

2 Kinematika osilasi bandul

Bandul adalah setiap benda yang ditangguhkan sehingga pusat gravitasinya berada di bawah titik suspensi. Palu tergantung pada paku, timbangan, beban pada tali - semua ini adalah sistem osilasi, mirip dengan pendulum jam dinding (Gbr. 2.3).

Setiap sistem yang mampu melakukan osilasi bebas memiliki posisi kesetimbangan yang stabil. Untuk bandul, ini adalah posisi di mana pusat gravitasi berada pada vertikal di bawah titik suspensi. Jika kita mengambil pendulum dari posisi ini atau mendorongnya, maka pendulum akan mulai berosilasi, menyimpang baik ke satu arah atau yang lain dari posisi keseimbangan. Penyimpangan terbesar dari posisi kesetimbangan, yang dicapai bandul, disebut amplitudo osilasi. Amplitudo ditentukan oleh defleksi atau dorongan awal yang dengannya bandul digerakkan. Properti ini - ketergantungan amplitudo pada kondisi di awal gerakan - adalah karakteristik tidak hanya untuk osilasi bebas pendulum, tetapi secara umum untuk osilasi bebas dari banyak sistem osilasi.

Jika kita menempelkan rambut ke pendulum - sepotong kawat tipis atau benang nilon elastis - dan kita memindahkan pelat kaca asap di bawah rambut ini, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2.3. Jika Anda menggerakkan pelat dengan kecepatan konstan dalam arah tegak lurus terhadap bidang osilasi, maka rambut akan menggambar garis bergelombang pada pelat (Gbr. 2.4). Dalam percobaan ini kami memiliki osiloskop paling sederhana - ini adalah nama instrumen untuk merekam osilasi. Jejak yang direkam osiloskop disebut bentuk gelombang. Jadi, gambar. 2.2.3. adalah oscillogram dari osilasi bandul. Amplitudo osilasi digambarkan pada osilogram ini oleh segmen AB, yang memberikan penyimpangan terbesar dari kurva bergelombang dari garis lurus ab, yang akan ditarik rambut pada pelat dengan pendulum stasioner (beristirahat dalam keseimbangan). Periode dilambangkan dengan segmen CD, sama dengan jarak yang ditempuh pelat selama periode bandul.

Merekam osilasi pendulum di piring jelaga

Osilogram osilasi bandul: AB - amplitudo, CD - periode

Karena kita menggerakkan pelat asap secara seragam, setiap gerakannya sebanding dengan waktu terjadinya. Oleh karena itu kita dapat mengatakan bahwa sepanjang garis lurus ab, pada skala tertentu (bergantung pada kecepatan pelat), waktu diplot. Sebaliknya, dalam arah tegak lurus ab, rambut menandai pada pelat jarak ujung bandul dari posisi setimbangnya, yaitu. jarak yang ditempuh ujung bandul dari posisi ini. Dengan demikian, osilogram tidak lebih dari grafik gerak - grafik lintasan versus waktu.

Seperti yang kita ketahui, kemiringan garis pada grafik seperti itu mewakili kecepatan gerakan. Bandul melewati posisi setimbang dengan kecepatan terbesar. Dengan demikian, kemiringan garis bergelombang pada Gambar. 2.2.3. terbesar pada titik-titik di mana ia memotong garis ab. Sebaliknya, pada saat penyimpangan terbesar kecepatan bandul sama dengan nol. Dengan demikian, garis bergelombang pada Gambar. 4 pada titik-titik di mana ia terjauh dari ab memiliki garis singgung yang sejajar dengan ab, yaitu kemiringan yang sama dengan nol.

3 Dinamika osilasi bandul

Pendulum yang ditunjukkan pada gambar. 2.6 adalah badan memanjang dari berbagai bentuk dan ukuran, berosilasi di sekitar suspensi atau titik penyangga. Sistem seperti itu disebut pendulum fisik. Dalam keadaan setimbang, ketika pusat gravitasi berada pada posisi vertikal di bawah titik suspensi (atau tumpuan), gaya gravitasi diseimbangkan (melalui gaya elastik pendulum terdeformasi) dengan reaksi tumpuan. Ketika menyimpang dari posisi kesetimbangan, gaya gravitasi dan elastis menentukan percepatan sudut pendulum pada setiap momen waktu, yaitu. menentukan sifat gerakannya (osilasi). Sekarang mari kita perhatikan dinamika osilasi secara lebih rinci menggunakan contoh paling sederhana dari apa yang disebut pendulum matematika, yang merupakan beban kecil yang digantungkan pada seutas benang tipis yang panjang.

Dalam pendulum matematis, kita dapat mengabaikan massa ulir dan deformasi berat, mis. kita dapat mengasumsikan bahwa massa pendulum terkonsentrasi pada berat, dan gaya elastis terkonsentrasi pada benang, yang dianggap tidak dapat diperpanjang. Mari kita lihat di bawah pengaruh apa yang memaksa pendulum kita berosilasi setelah dibawa keluar dari keseimbangan dalam beberapa cara (dengan dorongan, defleksi). Gaya pemulih P1 ketika pendulum menyimpang dari posisi kesetimbangan.

Gambar 2.6

Ketika bandul diam dalam posisi setimbang, gaya gravitasi yang bekerja pada beratnya dan diarahkan secara vertikal ke bawah seimbang dengan tegangan pada ulir. Pada posisi dibelokkan (Gbr. 2.6), gaya gravitasi P bekerja membentuk sudut terhadap gaya tarik F, diarahkan sepanjang ulir. Mari kita uraikan gaya gravitasi menjadi dua komponen: searah ulir (P2) dan tegak lurus (P1). Ketika pendulum berosilasi, gaya tarik benang F sedikit melebihi komponen P2 - dengan nilai gaya sentripetal, yang menyebabkan beban bergerak dalam busur. Komponen P1 selalu diarahkan ke posisi keseimbangan; dia tampaknya berusaha keras untuk mengembalikan posisi ini. Oleh karena itu, sering disebut gaya pemulih. Modulo P1, semakin banyak pendulum dibelokkan.

Jadi, segera setelah bandul selama osilasinya mulai menyimpang dari posisi kesetimbangan, katakanlah, ke kanan, muncul gaya P1 yang memperlambat gerakannya semakin menyimpang. Pada akhirnya, gaya ini akan menghentikannya dan menyeretnya kembali ke posisi keseimbangan. Namun, saat kita mendekati posisi ini, gaya P1 akan menjadi semakin kecil dan akan berubah menjadi nol pada posisi kesetimbangan itu sendiri. Dengan demikian, bandul melewati posisi kesetimbangan dengan inersia. Segera setelah mulai menyimpang ke kiri, gaya P1, yang tumbuh dengan penyimpangan yang meningkat, akan muncul lagi, tetapi sekarang diarahkan ke kanan. Gerakan ke kiri akan kembali melambat, kemudian bandul akan berhenti sejenak, setelah itu gerakan dipercepat ke kanan akan dimulai, dst.

Apa yang terjadi pada energi bandul saat berayun?

Dua kali selama periode - pada penyimpangan terbesar ke kiri dan ke kanan - pendulum berhenti, mis. pada saat-saat ini, kecepatannya nol, yang berarti energi kinetiknya juga nol. Tetapi justru pada saat-saat inilah pusat gravitasi pendulum dinaikkan ke ketinggian terbesar dan, akibatnya, energi potensialnya paling besar. Sebaliknya, pada saat melewati posisi kesetimbangan, energi potensial paling kecil, dan kecepatan serta energi kinetik mencapai nilai maksimum.

Kita asumsikan bahwa gaya gesekan pendulum di udara dan gesekan pada titik suspensi dapat diabaikan. Kemudian, menurut hukum kekekalan energi, energi kinetik maksimum ini persis sama dengan kelebihan energi potensial pada posisi simpangan terbesar terhadap energi potensial pada posisi setimbang.

Jadi, ketika bandul berosilasi, terjadi transisi periodik energi kinetik menjadi energi potensial dan sebaliknya, dan periode proses ini adalah setengah dari periode osilasi bandul itu sendiri. Namun, energi total pendulum (jumlah energi potensial dan energi kinetik) adalah konstan sepanjang waktu. Itu sama dengan energi yang diberikan pada bandul di awal, apakah itu dalam bentuk energi potensial (defleksi awal) atau energi kinetik (dorongan awal).

Ini adalah kasus untuk semua getaran tanpa adanya gesekan atau proses lain yang mengambil energi dari sistem yang berosilasi atau memberikan energi padanya. Itulah sebabnya amplitudo tetap tidak berubah dan ditentukan oleh deviasi awal atau gaya dorong.

Kami mendapatkan perubahan yang sama dalam gaya pemulih P1 dan transisi energi yang sama jika, alih-alih menggantung bola pada seutas benang, kami membuatnya menggelinding dalam bidang vertikal dalam cangkir bola atau dalam palung yang melengkung di sekitar keliling. Dalam hal ini, peran tegangan ulir akan diasumsikan oleh tekanan dinding cangkir atau bak (sekali lagi, kita mengabaikan gesekan bola terhadap dinding dan udara).

Bagian 3. Sifat-sifat bandul fisis

1 Menggunakan bandul pada jam

Studi tentang sifat-sifat bandul telah berakar di kejauhan. Perangkat pertama yang menggunakan properti ini adalah jam tangan. Periode osilasi (rotasi) praktis tidak berubah. Jika mula-mula terjadi osilasi dengan simpangan yang sangat besar, misalkan 80 ° dari vertikal, kemudian dengan redaman osilasi hingga 60 ° , 40° , 20 ° periode akan berkurang hanya beberapa persen, dengan penurunan penyimpangan dari 20 ° hampir tidak terlihat, itu akan berubah kurang dari 1%. Untuk penyimpangan kurang dari 5 ° periode akan tetap tidak berubah dengan akurasi 0,05% Sifat independensi pendulum dari amplitudo, yang disebut isokronisme, membentuk dasar mekanisme.

Pendulum spindel tertua muncul pada abad ke-14. Itu memiliki bentuk lengan ayun dengan bobot penyesuaian yang dapat dipindahkan. Itu ditanam di poros (spindle) dengan dua palet (pelat di ujungnya). Palet secara bergantian masuk di antara gigi roda pelepasan, yang diputar dengan beban yang menurun. Berputar, itu menekan gigi pada palet atas dan memutar poros setengah putaran. Yang lebih rendah terjebak di antara dua gigi dan memperlambat roda. Kemudian siklus itu diulang.

Pendulum spindel digantikan oleh mekanisme jangkar, yang dalam penampilannya menyerupai jangkar. Ini berfungsi sebagai penghubung antara pendulum (penyeimbang) dan roda pelarian. Pada 1675, Huylens mengusulkan pendulum torsi - penyeimbang dengan spiral - sebagai pengatur osilasi. Sistem Guilens masih digunakan dalam jam tangan dan jam meja mekanis. Balancer - roda tempat pegas spiral tipis (rambut) terpasang. Berbalik, penyeimbang mengguncang jangkar. Palet jangkar ruby ​​​​sintetis bergantian di antara gigi roda pelarian. Selama satu periode ayunan penyeimbang, roda berputar dengan lebar satu gigi. Pada saat yang sama, ia mendorong braket jangkar dan, memutar, memutar penyeimbang.

Di pertengahan abad ke-17, jarum menit dan detik muncul, yang langsung memengaruhi keakuratan arloji. Alasan untuk ini adalah bahan pendulum (spiral), yang mengembang dan menyusut dengan kenaikan atau penurunan suhu, berosilasi pada frekuensi yang berbeda. Hal ini menyebabkan kesalahan dalam waktu. Oleh karena itu, para ilmuwan telah menemukan bahan khusus yang tahan terhadap perubahan suhu - invar (paduan besi dan nikel). Dengan penggunaannya, kesalahan per hari tidak melebihi setengah detik.

Pada 30-an abad ke-19, upaya pertama untuk membuat jam tangan kompak diperkenalkan, tetapi upaya itu baru muncul seabad kemudian. Jam elektromekanis pertama ditemukan. Arus listrik melewati kontak, mengendalikan pendulum dan menggerakkan panah. Dengan munculnya baterai kompak, dunia melihat jam tangan listrik, yang dalam strukturnya memiliki penyeimbang, dan sirkuit listriknya ditutup oleh kontak mekanis, model yang lebih maju adalah jam tangan pada semikonduktor dan sirkuit terpadu. Beberapa saat kemudian, jam tangan elektromekanis muncul dengan osilator kuarsa sebagai sistem osilasi, yang kesalahannya kurang dari dua detik per hari!

Langkah maju lainnya adalah jam tangan elektronik sepenuhnya. Komponen utama adalah sirkuit elektronik, indikator digital pada kristal cair. Ini adalah miniatur perangkat komputasi elektronik khusus (generator, pembagi, pembentuk, pengganda osilasi elektronik).

Secara terpisah, saya ingin mengatakan tentang jam astronomi, yang digunakan untuk mengamati benda-benda langit dan menjaga waktu. Kesalahan mereka hanya 0,000000001 detik per hari. Jam molekuler, yang didasarkan pada kemampuan beberapa molekul untuk menyerap getaran elektromagnetik dari frekuensi yang ditentukan secara ketat (misalnya, atom cesium 1c selama 10.000 tahun), memiliki kesalahan yang bahkan lebih kecil. Tapi jam kuantum dapat membanggakan akurasi super, di mana osilasi elektromagnetik dari generator kuantum hidrogen digunakan dan membuat kesalahan 1 detik dalam 100.000 tahun.

Sangat menarik untuk mempertimbangkan dua jenis pendulum yang paling mencolok, yang secara terpisah turun dalam sejarah, menyandang nama penemunya dan secara alami terkenal justru karena mereka memiliki sifat yang luar biasa.

Pada tanggal 3 Januari 1851, Jean Bernard Léon Foucault melakukan percobaan yang sukses dengan bandul, yang kemudian menerima namanya. Untuk percobaan, Paris Pantheon dipilih, karena dimungkinkan untuk memperkuat benang pendulum sepanjang 67 meter di dalamnya. Di ujung benang kawat baja, sebuah bola besi tuang seberat 28 kilogram diperkuat. Sebelum diluncurkan, bola disingkirkan dan diikat dengan tali tipis yang melingkari bola di sepanjang ekuator. Platform bundar dibuat di bawah bandul, di sepanjang tepinya dituangkan roller pasir. Satu osilasi penuh pendulum berlangsung selama 16 detik, dan dengan setiap ayunan, ujung yang terpasang di bawah bola pendulum menarik garis baru di pasir, dengan jelas menunjukkan rotasi platform di bawahnya, dan, akibatnya, seluruh Bumi. .

Eksperimen ini didasarkan pada properti pendulum untuk mempertahankan bidang osilasi, terlepas dari rotasi penopang tempat pendulum ditangguhkan. Seorang pengamat yang berputar dengan Bumi melihat perubahan bertahap dalam arah ayunan pendulum relatif terhadap benda-benda terestrial di sekitarnya.

Dalam implementasi praktis percobaan dengan bandul Foucault, penting untuk menghilangkan penyebab yang melanggar ayunan bebasnya. Untuk melakukan ini, mereka membuatnya sangat panjang, dengan beban yang berat dan simetris di ujungnya. Pendulum harus memiliki kemampuan yang sama untuk berayun ke segala arah, terlindung dengan baik dari angin. Pendulum dipasang pada sambungan cardan atau pada bantalan bola horizontal yang berputar bersama dengan bidang ayun pendulum. Yang sangat penting untuk hasil percobaan adalah peluncuran pendulum tanpa dorongan lateral. Pada demonstrasi publik pertama dari pengalaman Foucault di Pantheon, untuk inilah pendulum diikat dengan benang. Ketika pendulum, setelah diikat, sampai pada keadaan istirahat total, tali itu terbakar dan mulai bergerak.

Karena pendulum di Pantheon membuat satu osilasi lengkap dalam 16,4 detik, segera menjadi jelas bahwa bidang ayunan pendulum diputar searah jarum jam relatif terhadap lantai. Dengan setiap ayunan berikutnya, ujung logam menyapu pasir sekitar 3 mm kali 1 ° dari lokasi sebelumnya. Dalam satu jam, pesawat goyang itu berbelok lebih dari 11 ° , dalam waktu sekitar 32 jam, membuat revolusi lengkap dan kembali ke posisi sebelumnya. Demonstrasi yang mengesankan ini membuat penonton benar-benar histeris; tampaknya bagi mereka bahwa mereka merasakan rotasi bumi di bawah kaki mereka.

Untuk mengetahui mengapa pendulum berperilaku seperti ini, pertimbangkan cincin pasir. Titik Utara 51 ° cincin tersebut berjarak 3 m dari pusat, dan mengingat bahwa Pantheon terletak di 48 lintang utara, bagian cincin ini 2,3 m lebih dekat ke sumbu bumi daripada pusatnya. dalam waktu 24 jam tepi utara cincin akan lebih dekat. Oleh karena itu, ketika Bumi berputar 360 ° itu akan bergerak dalam lingkaran dengan jari-jari yang lebih kecil dari pusat, dan akan menempuh jarak 14,42 m lebih sedikit per hari. Oleh karena itu, perbedaan kecepatan titik-titik ini adalah 1 cm/menit. Demikian pula, tepi selatan cincin bergerak 14,42 meter per hari, atau 1 cm/menit, lebih cepat dari pusat cincin. Karena perbedaan kecepatan ini, garis yang menghubungkan titik utara dan selatan cincin selalu mengarah dari utara ke selatan. Di ekuator bumi, ujung utara dan selatan dari ruang sekecil itu akan berada pada jarak yang sama dari sumbu bumi dan, oleh karena itu, bergerak dengan kecepatan yang sama. Oleh karena itu, permukaan bumi tidak akan berputar mengelilingi kolom vertikal yang berdiri di ekuator, dan bandul Foucault akan berayun sepanjang garis yang sama. Kecepatan rotasi bidang ayun akan menjadi nol, dan waktu untuk satu putaran penuh akan sangat lama. Jika bandul dipasang tepat pada salah satu kutub geografis, maka ternyata bidang ayun berputar dalam 24 jam.(Permukaan 1 ° setiap jam dan membuat rotasi penuh 360 ° tepat 15 m per hari mengelilingi sumbu bumi.). Pada 360 lintang, efek Foucault memanifestasikan dirinya ke berbagai tingkat, sementara efeknya menjadi lebih jelas saat mendekati kutub.

Benang terpanjang - 98 meter - berada di bandul Foucault, yang terletak di Katedral St. Isaac di St. Petersburg. Pendulum telah dihapus pada tahun 1992, karena tidak sesuai dengan tujuan pembangunan. Sekarang di barat laut Rusia hanya ada satu bandul Foucault - di Planetarium St. Petersburg. Panjang utasnya kecil - sekitar 8 meter, tetapi ini tidak mengurangi tingkat visibilitas. Pameran Planetarium ini selalu menarik minat pengunjung dari segala usia.

Foucault Pendulum, saat ini terletak di lobi pengunjung Gedung Majelis Umum Perserikatan Bangsa-Bangsa di New York, adalah hadiah dari pemerintah Belanda. Pendulum ini adalah bola seberat 200 pon, berdiameter 12 inci, berlapis emas, sebagian diisi dengan tembaga, digantung dari kawat baja tahan karat dari langit-langit di atas tangga seremonial 75 kaki dari lantai. Ujung atas kawat dipasang dengan sambungan universal, yang memungkinkan pendulum berayun bebas di bidang vertikal apa pun. Dengan setiap osilasi, bola melewati cincin logam timbul dengan elektromagnet, sebagai akibatnya arus listrik diinduksi dalam tembaga di dalam bola. Interaksi ini memberikan energi yang diperlukan untuk mengatasi gesekan dan hambatan udara dan memastikan bahwa pendulum berayun secara merata.

3 Pendulum gesekan Froud

Ada pendulum fisik yang terletak pada poros yang berputar. Gaya gesekan antara poros dan pendulum berkurang dengan meningkatnya kecepatan relatif.

Jika bandul bergerak ke arah rotasi dan kecepatannya kurang dari kecepatan poros, maka momen gaya gesekan yang cukup besar bekerja padanya dari sisi poros, mendorong bandul. Ketika bergerak dalam arah yang berlawanan, kecepatan pendulum relatif terhadap poros besar, sehingga momen gesekan kecil. Jadi sistem osilasi sendiri mengatur aliran energi ke osilator.

Pendulum berosilasi relatif terhadap posisi keseimbangan baru, bergeser ke arah rotasi poros, dan kecepatannya dalam keadaan tunak tidak melebihi kecepatan poros. Anda dapat mengubah kondisi awal, misalnya mengatur kecepatan awal bandul menjadi lebih besar dari kecepatan putaran poros. Dalam hal ini, osilasi dengan amplitudo yang sama akan terbentuk setelah beberapa waktu, dan kurva fase akan cenderung ke penarik yang sama.

4 Hubungan antara periode dan panjang bandul

Apakah ada hubungan antara kuantitas? Setiap hubungan antara besaran, yang dinyatakan secara matematis dalam bentuk tabel, grafik, atau rumus, disebut hukum fisika. Kami mencoba membuat hubungan antara periode dan panjang bandul. Untuk ini, tabel biasanya dikompilasi (Tabel 3.1), di mana hasil percobaan dimasukkan.

Tabel 3.1.

M00.250,50,751T, s011,41,72

Tabel tersebut dengan jelas menunjukkan bahwa dengan bertambahnya panjang bandul, periode osilasinya meningkat. Bahkan lebih jelas untuk menyajikan tabel ini dalam bentuk grafik (Gbr. 3.1), tetapi bahkan lebih baik untuk mengungkapkannya secara kira-kira dalam bentuk rumus: T? 2. Hukum rumus memungkinkan untuk dengan cepat menghitung periode osilasi pendulum ulir, dan inilah keindahannya. Tapi ini bukan hanya nilai utama dari hukum. Sekarang Anda dapat mengubah periode osilasi dan, oleh karena itu, sesuaikan arah jam sehingga menunjukkan waktu yang tepat. Semua hukum osilasi lain dari pendulum berulir juga telah diterapkan pada jam yang telah dijelaskan di atas, dan pada perangkat teknis lainnya.

Gambar 3.1

Setelah mempelajari topik ini, saya menentukan sifat utama pendulum. Yang utama dan paling banyak digunakan adalah isokronisme (dari bahasa Yunani - "seragam") dari pergerakan pendulum pada amplitudo kecil, yaitu, independensi periode osilasi dari amplitudo. Ketika amplitudo digandakan, periode bandul tetap tidak berubah, meskipun berat bergerak dua kali lebih jauh. Tapi tetap saja, periode osilasi pendulum fisik dipengaruhi oleh ukuran dan bentuk tubuh, jarak antara pusat gravitasi dan titik suspensi, distribusi massa tubuh relatif terhadap titik ini.

Dengan bertambahnya panjang pendulum, periode osilasinya juga meningkat; mekanisme jam dan konstruksi sejumlah perangkat teknis lainnya didasarkan pada properti ini. Pendulum banyak digunakan dalam aplikasi untuk sistem dari berbagai alam. Misalnya, pendulum listrik adalah sirkuit yang terdiri dari kapasitor dan induktor, pendulum ekologis adalah dua populasi pemangsa dan mangsa yang berinteraksi.

Setiap putaran seragam adalah gerakan berulang (periodik): dengan setiap putaran, kita dapat mengamati bagaimana setiap titik dari benda yang berputar seragam melewati posisi yang sama seperti selama putaran sebelumnya, dan dengan urutan yang sama.

Ketika bandul berosilasi, terjadi transisi periodik energi kinetik menjadi energi potensial dan sebaliknya, dan periode seluruh proses ini adalah setengah dari periode osilasi bandul itu sendiri. Tetapi ketika menemukan jumlah energi potensial dan kinetik, keteguhannya menjadi nyata. Itu sama dengan energi yang diberikan pada bandul di awal, apakah itu dalam bentuk energi potensial (defleksi awal) atau energi kinetik (dorongan awal).

Untuk setiap pendulum fisik, seseorang dapat menemukan posisi seperti lentil dan prisma di mana bandul akan berosilasi dengan periode yang sama. Fakta ini adalah dasar dari teori pendulum berputar, yang mengukur percepatan jatuh bebas. Faktor penting lainnya adalah bahwa ketika mengukur dengan cara ini, tidak perlu menentukan posisi pusat massa, yang sangat meningkatkan akurasi pengukuran. Untuk tujuan ini, perlu untuk mengukur ketergantungan periode osilasi bandul pada posisi sumbu rotasi dan, dari ketergantungan eksperimental ini, temukan panjang yang dikurangi. Panjang yang ditentukan, dikombinasikan dengan periode osilasi tentang kedua sumbu yang diukur dengan akurasi yang baik, memungkinkan untuk menghitung percepatan gravitasi. Juga, dengan bantuan pendulum dan model matematikanya, fenomena yang melekat pada sistem osilasi nonlinier, yang sangat kompleks, ditunjukkan.

Dua bandul yang indah memiliki sifat yang menarik: bandul Foucault dan bandul gesekan Froud. Yang pertama didasarkan pada kemampuan untuk mempertahankan bidang osilasi terlepas dari rotasi dukungan yang pendulum ditangguhkan. Seorang pengamat yang berputar dengan Bumi melihat perubahan bertahap dalam arah ayunan pendulum relatif terhadap benda-benda terestrial di sekitarnya. Yang kedua terletak di poros yang berputar. Jika bandul bergerak ke arah rotasi dan kecepatannya kurang dari kecepatan poros, maka momen gaya gesekan yang cukup besar bekerja padanya dari sisi poros, mendorong bandul. Ketika bergerak dalam arah yang berlawanan, kecepatan pendulum relatif terhadap poros besar, sehingga momen gesekan kecil. Jadi sistem osilasi sendiri mengatur aliran energi ke osilator.

Berdasarkan studi ketergantungan periode osilasi botol pada waktu pengamatan dan perubahan massa zat di dalamnya, dapat dengan aman ditegaskan bahwa dengan amplitudo osilasi tidak melebihi 1 cm, momen inersia botol bandul fisis tidak mempengaruhi periode osilasinya.

Jadi, meringkas semua hal di atas, dapat dikatakan bahwa sifat-sifat pendulum fisik dan sistem osilasi, secara umum, digunakan di banyak bidang dengan sifat yang beragam, dan perhatikan, baik sendiri-sendiri maupun sebagai bagian dari satu kesatuan. keseluruhan, dan sebagai metode baik metode penelitian atau melakukan serangkaian percobaan.

kinematika osilasi pendulum fisik

literatur

1. Aksenova M.D. Ensiklopedia untuk anak-anak, "Avanta+", 1999. 625-627 hlm.

Anishchenko V.S. Kekacauan deterministik, Sorosovsky. // Jurnal Pendidikan. 1997. No. 6. 70-76 hal.

Zaslavsky G.M., Sagdeev R.Z. Pengantar Fisika Nonlinier: Dari Pendulum ke Turbulensi dan Kekacauan. - M.: Nauka, 1988. 368 halaman.

Zaslavsky G.M. Fisika kekacauan dalam sistem Hamilton. Per. dari bahasa Inggris. - Izhevsk, Moskow: Institut Penelitian Komputer, 2004. 288 hal.

Zubkov B.V., Chumakov S.V. Kamus Ensiklopedis Teknisi Muda. - "Pedagogi" Moskow, 1980. - 474 halaman.

Koshkin N.I., Shirkevich M.G., Buku Pegangan fisika dasar. - Moskow, "Nauka", 1972.

Krasnoselsky M.A., Pokrovsky A.V. Sistem dengan histeresis. - M., Nauka, 1983. 271 halaman.

Trubetskov D.I. Osilasi dan gelombang untuk kemanusiaan. - Saratov: GosUNC "College", 1997. 392 hal.

Kuznetsov S.P. Kekacauan dinamis (kursus kuliah). - M.: Fizmatlit, 2001.

Kuzmin P.V. Fluktuasi. Catatan kuliah singkat, penerbit KGSHA, 2002

Landau L.D., Akhiezer A.I., Lifshits E.M. Mata kuliah fisika umum. Mekanika dan fisika molekuler. - Moskow, "Nauka", 1969.

Lishevsky V. Sains dan kehidupan, 1988, No. 1.

Malinetsky G.G., Potapov A.B., Podlazov A.V. Dinamika Nonlinier: Pendekatan, Hasil, Harapan. - M.: URSS, 2006.

Malov N.N. Dasar-dasar teori osilasi. - Moskow, "Pencerahan", 1971.

Bimbingan Belajar

Butuh bantuan untuk mempelajari suatu topik?

Pakar kami akan memberi saran atau memberikan layanan bimbingan belajar tentang topik yang Anda minati.
Kirim lamaran menunjukkan topik sekarang untuk mencari tahu tentang kemungkinan mendapatkan konsultasi.

Studi Eksperimen 1. B 23 No. 2402. Seorang siswa mempelajari osilasi pendulum matematika di laboratorium sekolah. Hasil pengukuran besaran apa yang memungkinkannya menghitung periode osilasi bandul? 1) massa bandul m dan pengetahuan tentang nilai tabular percepatan jatuh bebas g 2) panjang benang ma no l dan pengetahuan tentang nilai tabular percepatan jatuh bebas g 3) amplitudo osilasi bandul A dan massanya m 4) amplitudo osilasi bandul A dan pengetahuan tentang nilai tabel percepatan jatuh bebas g 2. B 23 No. 2404. Selama percobaan, siswa menyelidiki ketergantungan modulus gaya elastis pegas pada panjang pegas, yang dinyatakan dengan rumus, di mana adalah panjang pegas dalam keadaan tidak berubah bentuk. Grafik ketergantungan yang dihasilkan ditunjukkan pada Gambar. Unke. Manakah dari pernyataan yang sesuai dengan jawaban atas hasil akhir pengalaman Anda? A. Panjang pegas pada baling-baling yang tidak mengalami deformasi adalah 3 cm B. Kekakuan pegas adalah sama. 1) A 2) B 3) A dan B 4) Baik A maupun B 3. B 23 No. 2407. Hal ini diperlukan untuk secara eksperimental mendeteksi osilasi pendulum pegas dari keras dengan pegas ini. ketergantungan periode Pasangan bandul manakah yang dapat digunakan untuk tujuan ini? Pada gambar, pegas dan beban ditunjukkan dalam keadaan sama beratnya. 1) A, C atau D 2) hanya B 3) hanya C 4) hanya D 4. B 23 No. 2408. Diperlukan percobaan untuk mengetahui ketergantungan periode osilasi kecil pendulum matematika pada zat dari yang beban dibuat. Sepasang suar apa (lihat gbr.) yang dapat diambil untuk tujuan ini? Bobot bandul - bola berongga dari tembaga dan aluminium dengan massa yang sama dan diameter luar yang sama. 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 5. B 23 No. 2410. Ketika mengukur tegangan pada ujung-ujung heliks kawat, empat siswa dengan cara yang berbeda menghubungkan satu volt meter. Hasil karya tersebut ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Manakah dari siswa di bawah voltmeter bersatu yang benar? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 6. B 23 No. 2411. Seberkas cahaya putih melewati prisma, terurai menjadi spektrum. Dihipotesiskan bahwa lebar spektrum yang diperoleh pada layar di belakang prisma bergantung pada sudut datang berkas pada muka prisma. Hal ini diperlukan untuk menguji hipotesis ini secara eksperimental. Apa dua eksperimen yang perlu dilakukan untuk penyelidikan semacam itu? 1) A dan 2) B dan 3) B dan 4) C dan B C D D 7. B 23 No. 2414. bahan yang sama. Pasangan konduktor mana yang harus dipilih untuk secara eksperimental mendeteksi ketergantungan resistansi konduktor pada panjangnya? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 8. B 23 No. 2415. Konduktor terbuat dari bahan yang berbeda. Pasangan konduktor mana yang harus dipilih untuk secara eksperimental mendeteksi ketergantungan resistansi konduktor pada resistansi spesifiknya? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 9. B 23 No. 2416 tiga Pasangan kapasitor mana yang harus dipilih untuk secara eksperimental mendeteksi ketergantungan kapasitansi ator pada area pelatnya? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 10. B 23 No. 2417 tiga Pasangan kapasitor mana yang harus dipilih untuk secara eksperimental mendeteksi ketergantungan kapasitansi ator pada jarak antara pelatnya? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 11. B 23 No. 2418 mi. Pasangan kapasitor mana yang harus dipilih untuk secara eksperimental mendeteksi ketergantungan kapasitansi kondensor pada konduktor listrik Anda? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 12. B 23 No. 2419. Saat mengukur kuat arus pada kawat spiral R, empat siswa menghubungkan amperemeter dengan cara yang berbeda. Hasil ultat ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Tunjukkan koneksi yang benar untuk ammeter. 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 13. B 23 No. 2421. Untuk membuktikan secara eksperimental bahwa kekakuan batang elastis bergantung pada panjangnya, sepasang batang baja 1) A dan 2) B dan 3) C dan 4) B dan B C D D 14. B 23 No. 2429. Dua buah bejana diisi dengan zat cair yang berbeda. Pasangan bejana mana yang harus dipilih untuk secara eksperimental menemukan ketergantungan dan jembatan tekanan kolom cairan dari densitasnya? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 15. B 23 No. 2430. Dua buah bejana diisi dengan cairan yang sama. Pasangan bejana mana yang harus dipilih untuk secara eksperimental menemukan ketergantungan tekanan kolom cairan pada ketinggian kolom? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 16. B 23 No. 3119. Konduktor dibuat dari bahan yang sama a la. Pasangan konduktor mana yang harus dipilih untuk secara eksperimental mendeteksi ketergantungan resistansi kawat pada diameternya? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 17. B 23 No. 3122. Dihipotesiskan bahwa ukuran bayangan maya suatu benda yang dibuat oleh lensa divergen bergantung pada kekuatan optik lensa. Hal ini diperlukan untuk menguji hipotesis ini secara eksperimental. Dua percobaan apa yang dapat dilakukan untuk penelitian seperti itu 1) A dan 2) A dan 3) B dan 4) C dan B C C D 18. B 23 No. 3124. Seorang siswa mempelajari osilasi di pendulum pegas laboratorium sekolah. Dua pengukuran apa yang harus dia ketahui untuk menentukan kekakuan pegas dan bandul? 1) amplitudo osilasi bentuk gelombang A dan periode osilasinya T 2) amplitudo osilasi bandul terapung A dan massa m beban 3) percepatan jatuh bebas g dan amplitudo bandul gelombang A 4) periode osilasi bandul T dan massa m beban 19. B 23 No. 3127. rapatan. Pasangan bola mana yang harus dipilih untuk secara eksperimental menemukan ketergantungan gaya Archimedes pada densitas fluida? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 20. B 23 No. 3128. Dua bola dibuat dari bahan yang berbeda. Pasangan bola apa yang harus dipilih untuk secara eksperimental mendeteksi ketergantungan dan jembatan massa pada kerapatan? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 21. B 23 No. 3214. Untuk menentukan massa molar suatu gas dalam kesetimbangan, perlu diketahui dengan tepat ukuran 1) Suhu, massa dan tekanan gas 2) Densitas gas , suhu dan tekanannya 3) Massa jenis gas, massa dan suhunya 4) Tekanan gas , volumenya dan suhunya 22. B 23 No. 3215. Pendulum pegas melakukan osilasi harmonik bebas. Berapa nilai yang dapat ditentukan jika massa beban m dan periode osilasi T bandul diketahui? 1) Panjang tanpa meregangkan pegas itu 2) Energi potensial maksimum dan kecil 3) Kekakuan pegas 4) Amplitudo osilasi pegas dan bandul 23. B 23 No. 3246. Selama pekerjaan laboratorium, diperlukan untuk mengukur tegangan melintasi resistansi tiv leni. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan rangkaian 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 24. B 23 No. 3247. Selama pekerjaan laboratorium, perlu untuk mengukur arus yang melalui hambatan Ini dapat dilakukan dengan menggunakan rangkaian 1 ) 1 2) 2 3) 3 4) 4 25. B 23 No. 3248. Selama pekerjaan laboratorium, perlu untuk mengukur tegangan pada resistor. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan skema 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 26. B 23 No. 3249. Sebuah cairan dituangkan ke dalam bejana silinder. Dihipotesiskan bahwa tekanan zat cair di dasar bejana bergantung pada luas dasar bejana. Untuk menguji hipotesis ini, Anda harus memilih dua eksperimen berikut dari yang diberikan di bawah ini. 1) A dan 2) B dan 3) A dan 4) B dan C C D D baca 1) tekanan gas p dan volumenya V 2) massa gas m dan suhunya T 3) suhu gas T dan volumenya V 4) tekanan gas p dan suhu gas T 28. B 23 No. 3320. Bandul matematis melakukan osilasi harmonik bebas. Berapa nilai yang dapat ditentukan jika panjang l dan periode osilasi T cahaya diketahui? 1) Amplitudo A osilasi suar 2) Percepatan jatuh bebas g 3) Energi kinetik maks. kecil 4) massa m dari berat berayun 29. B 23 No. 3347. Berat bandul adalah bola tembaga. Pasangan bandul mana (lihat gambar) yang harus dipilih untuk secara eksperimental mengetahui apakah periode osilasi kecil bergantung pada panjang utas? 1) A dan 2) A dan 3) A dan 4) B dan B C D C 30. B 23 No. 3391. Sebuah kumparan kawat berarus menghasilkan medan magnet. Telah dihipotesiskan bahwa fluks magnet yang melalui penampang kumparan tergantung pada jumlah lilitan dan diameter. Hal ini diperlukan untuk menguji hipotesis ini secara eksperimental. Apa dua set kumparan yang harus diambil untuk penyelidikan seperti itu? 1) A dan 2) B dan 3) B dan 4) C dan B C D D 31. B 23 No. 3392. Misalkan Anda tidak mengetahui rumus menghitung periode osilasi bandul matematis. Penting untuk memeriksa secara eksperimental apakah nilai ini tergantung pada massa beban. Beacon mana yang harus digunakan untuk verifikasi ini? 1) A dan 2) A dan 3) B dan 4) B dan B D C D 32. B 23 No. 3395. Siswa mempelajari hukum Archimedes, mengubah dalam percobaan volume benda yang direndam dalam cairan dan massa jenis cairan. Pasangan eksperimen mana yang harus dia pilih untuk menemukan ketergantungan gaya Archimedean pada volume benda yang tenggelam? (Angka menunjukkan kepadatan cairan.) 33. B 23 No. 3462. Ada penyimpangan dari hukum Ohm untuk bagian rantai. Hal ini disebabkan fakta bahwa 1) berubah dengan i jumlah elektron yang bergerak dengan i dalam spiral 2) pada warna biru memberikan efek foto 3) mengubah resistansi kumparan ketika dipanaskan 4) medan magnet muncul 34. B 23 No. 3467. Perlengkapan yang ditunjukkan pada gambar digunakan untuk menentukan efisiensi bidang miring. Dengan menggunakan dinamometer, seorang siswa mengangkat sebuah batang dengan dua beban secara merata di sepanjang bidang miring. Siswa memasukkan data percobaan pada tabel. Berapa efisiensi bidang miring? Jawaban Anda dinyatakan sebagai persentase. Indikasi diameter saat mengangkat beban, N 1.5 Panjang bidang miring, m 1.0 Berat batang dengan dua di belakang, kg 0,22 Tinggi bidang miring, m 0,15 1) 10% 2) 22% 3) 45% 4 ) 100% 35. B 23 No. 3595. Seorang anak sekolah melakukan percobaan dengan dua lensa, mengarahkan seberkas cahaya sejajar pada mereka. Jalannya sinar dalam percobaan ini ditunjukkan pada gambar. Menurut hasil percobaan tersebut, panjang fokus lensa 1) lebih besar dari panjang fokus lensa 2) lebih kecil dari jarak fokus lensa 3) sama dengan panjang fokus lensa 4 ) tidak dapat dikorelasikan dengan panjang fokus lensa 36. B 23 No. 3608. Siswa melakukan percobaan dengan dua lensa, mengarahkan berkas cahaya sejajar ke arah keduanya. Jalannya sinar dalam percobaan ini ditunjukkan pada gambar. Menurut hasil percobaan tersebut, panjang fokus lensa 1) lebih besar dari panjang fokus lensa 2) lebih kecil dari jarak fokus lensa 3) sama dengan panjang fokus lensa 4) tidak dapat dikorelasikan dengan panjang fokus lensa 37. B 23 No. 3644. Di masa lalu baru-baru ini untuk pengukuran listrik yang akurat, "penyimpanan" resistansi digunakan, yang merupakan kotak kayu, di bawah tutupnya pelat tembaga tebal (1) dengan celah ( 2) ditempatkan, di mana sumbat tembaga (3) dapat dimasukkan (lihat gambar). Jika semua sumbat dimasukkan dengan kuat, maka arus listrik mengalir melaluinya langsung di sepanjang pelat, yang hambatannya dapat diabaikan. Jika salah satu colokan tidak ada, maka arus mengalir melalui kabel (4), yang menutup celah dan memiliki resistansi yang diukur dengan tepat. Tentukan berapa hambatan yang diatur pada kotak hambatan, seperti yang ditunjukkan pada diagram berikut, jika ,. 1) 8 ohm 2) 9 ohm 3) 0,125 ohm 4) 0,1 ohm Kontributor apa yang dapat ditentukan dari data tersebut? 1) Avoga dro nomor 2) tenaga listrik 3) tenaga gas universal 4) di 39. B 23 No. 3646. Di masa lalu, untuk pengukuran listrik yang akurat, "penyimpanan" resistansi digunakan, yang merupakan kotak kayu, di bawah tutup tempat pelat tembaga tebal ditempatkan (1) dengan celah (2) di mana sumbat tembaga (3) dapat dimasukkan (lihat gambar). Jika semua sumbat dimasukkan dengan kuat, maka arus listrik mengalir melaluinya langsung di sepanjang pelat, yang hambatannya dapat diabaikan. Jika salah satu colokan tidak ada, maka arus mengalir melalui kabel (4), yang menutup celah dan memiliki resistansi yang diukur dengan tepat. Tentukan hambatan yang sama dengan, yang ditunjukkan pada diagram berikutnya, jika diatur ke, simpan, hambatan, . 1) 10 ohm 2) 16 ohm 3) 0,1 ohm 4) 0,625 ohm Kontributor apa yang dapat ditentukan dari data tersebut? 1) Avoga dro number 2) daya listrik 3) daya gas universal 4) menurut posisi Boltzman di 41. B 23 No. 3718. Untuk menentukan daya suatu konstanta emitor listrik dalam suatu potong lalu kembali, gunakanlah amperemeter ideal dan voltmeter. Apa diagram koneksi perangkat ini menghubungkan kabel diabaikan dan bisa kecil. 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 benar? arus, Resistansi 42. B 23 No. 3719. Untuk mempelajari hukum-hukum gas, seorang asisten laboratorium membuat termometer gas, yaitu termos berisi udara, yang dihubungkan secara hermetis dengan tabung lengkung, di bagian vertikal terbuka yang di dalamnya terdapat kolom air. Dengan memanaskan udara di dalam labu, asisten laboratorium mengamati pergerakan kolom air di dalam tabung. Pada saat yang sama, tekanan atmosfer tetap tidak berubah. Beberapa tahapan percobaan ditunjukkan pada gambar. Manakah dari pernyataan yang sesuai dengan hasil percobaan ini, yang dilakukan di bawah kondisi yang ditentukan? A) Saat memanaskan gas, perubahan volumenya sebanding dengan perubahan suhu ry. B) Jika gas dipanaskan, tekanannya akan meningkat dari I. 1) hanya A 2) hanya B 3) keduanya A dan B 4) baik A maupun B . Dengan menggunakan data pada gambar dan tabel psychrometric, tentukan berapa suhu (dalam derajat Celcius) yang ditunjukkan pengukur bola kering jika kelembaban relatif udara dan di dalam ruangan perlu 60%. 1) 10.5ºС 2) 21ºС 3) 11ºС 4) 29ºС mengukur sudut puntir benang, di mana gantungnya pendek. Sebagai hasil dari percobaan ini, G. Cavendish mengukur nilai 1) kepadatan timbal 2) koefisien efisiensi enta sebanding dengan ti dalam hukum Coulo 3) gravitasi ke ti 4) percepatan jatuh bebas di Bumi 45. B 23 No. 4131. Sebuah meteorit dengan berat 10 ton mendekati sebuah planet berbentuk bola. Jari-jari planet ini adalah 2,5 106 m. Gambar dengan unke (garis padat). Percepatan jatuh bebas di permukaan dari planet ini kira-kira sama dengan 1) 3,5 m/s 2 2) 50 m/s 2 3) 0,2 m/s 2 4) 1,4 m/s 2 46. B 23 No. 4356 Ada satu set beban 20g, 40g, 60g dan 80g dan pegas yang dipasang pada penyangga dalam posisi vertikal. Bobot digantung dengan hati-hati secara bergantian dari pegas (lihat gambar 1). Ketergantungan pemanjangan pegas pada massa beban yang melekat pada pegas ditunjukkan pada Gambar 2. Sebuah beban dengan massa berapa, yang terikat pada pegas ini, dapat membuat osilasi kecil sepanjang sumbu dari sudut jam dengan yang itu? 1) 20 g 2) 40 g 3) 50 g 4) 80 g Bobot digantung dengan hati-hati secara bergantian dari pegas (lihat gambar 1). Ketergantungan pemanjangan pegas pada massa beban yang melekat pada pegas ditunjukkan pada Gambar 2. Sebuah beban dengan massa berapa, yang terikat pada pegas ini, dapat membuat osilasi kecil sepanjang sumbu dari sudut jam dengan yang itu? 1) 10 g 2) 40 g 3) 60 g 4) 100 g Dengan menggunakan data dalam tabel, tentukan kelembaban absolut di ruangan tempat termometer ini dipasang. Tabel pertama menunjukkan kelembaban relatif yang dinyatakan dalam %. 1) 2) 3) 4) 49. B 23 No. 4463. Pembacaan termometer kering dan basah yang dipasang pada suatu ruangan masing-masing sama dengan dan. Dengan menggunakan data dalam tabel, tentukan kelembaban absolut di ruangan tempat termometer ini dipasang. Tabel pertama menunjukkan kelembaban relatif yang dinyatakan dalam %. 1) 2) 3) 4) 50. B 23 No. 4498. Rumahnya berdiri di pinggir lapangan. Dari balkon, dari ketinggian 5 m, anak itu melemparkan kerikil ke arah horizontal. Kecepatan awal kerikil adalah 7 m/s, massanya 0,1 kg. 2 s setelah pelemparan ki, energi kantong batu kira-kira sama dengan 1) 15,3 J 2) 0 3) 7,4 J 4) 22,5 J 51. B 23 No. 4568. Rumah berdiri di tepi bidang. Dari balkon, dari ketinggian 5 m, anak itu melemparkan kerikil ke arah horizontal. Kecepatan awal kerikil adalah 7 m/s. 2 s setelah lemparan, kecepatan karung kira-kira sama dengan 1) 21 m/s 2) 14 m/s 3) 7 m/s 4) 0 52. B 23 no.4603. Rumah berdiri di tepi dari lapangan. Dari balkon, dari ketinggian 5 m, anak itu melemparkan kerikil ke arah horizontal. Kecepatan awal kerikil adalah 7 m/s, massanya 0,1 kg. 2 s setelah membuang pulsa tas, kira-kira sama dengan 1) 0,7 kg m/s 2) 1,4 kg m/s 3) 2,1 kg m / s 4) 0 53. B 23 No. 4638. Rumah berdiri di atas tepi lapangan. Dari balkon, dari ketinggian 5 m, anak itu melemparkan kerikil ke arah horizontal. Kecepatan awal kerikil adalah 7 m/s. 2 detik setelah pelemparan, kerikil akan berada pada ketinggian 1) 0 2) 14 m 3) 15 m 4) 25 m 54. B 23 No. 4743. Guru mendemonstrasikan pengalaman dalam mengamati tegangan yang timbul pada kumparan ketika sebuah magnet melewatinya (Gbr. 1). Tegangan dari kumparan kemudian jatuh ke dalam sistem pengukuran komputer dan ditampilkan pada monitor ulang (Gbr. 2). Apa yang dilakukan dengan es dalam percobaan? 1) ketergantungan dan daya EMF dari medan itu sendiri dan induksi medan dari perubahan arah arus listrik 2) karena ketergantungan dan jembatan gaya Ampere pada kekuatan arus 3) medan magnet akan muncul ketika daya listrik berubah dari medan yang 4) tergantung pada arah arus induksi dari perubahan arus medan magnet 55. B 23 No. 4778. Guru merakit rangkaian yang ditunjukkan pada gambar. 1 dengan menghubungkan kumparan ke kapasitor. Pertama, kapasitor dihubungkan ke sumber tegangan, kemudian sakelar diputar ke posisi 2. Tegangan dari induktor masuk ke sistem pengukuran komputer, dan hasilnya ditampilkan di monitor (Gbr. 2). Apa yang dilakukan dengan es dalam percobaan? 1) proses osilasi otomatis pada generator 2) diperlukan rangkaian elektromagnetik 3) fenomena induksi elektromagnetik 4) osilasi elektromagnetik bebas 56. B 23 No. 4813. Guru mendemonstrasikan pengalaman mengamati tegangan yang terjadi pada kumparan ketika magnet lewat melaluinya (Gbr. 1). Tegangan dari kumparan kemudian jatuh ke dalam sistem pengukuran komputer dan ditampilkan pada monitor ulang (Gbr. 2). Dalam percobaan yang dipelajari 1) medan magnet muncul ketika medan listrik berubah 2) fenomena induksi elektromagnetik 3) fenomena induksi diri 4) aksi gaya Ampere 57. B 23 No. 4848. guru mendemonstrasikan percobaan, pengaturan yang ditunjukkan pada foto (Gbr. 1). Pertama, dia menghubungkan kapasitor ke sumber tegangan, dan kemudian memutar sakelar ke posisi 2. Tegangan dari induktor diumpankan ke sistem pengukuran komputer, dan hasil perubahan tegangan dari waktu ke waktu ditampilkan di layar. (Ara. 2). Apa yang diamati dalam percobaan 1) osilasi berfluktuasi bebas dalam kontur ideal 2) osilasi teredam bebas dalam rangkaian osilasi 3) fenomena terjadi rangkaian osilasi 4) Anda memerlukan osilasi elektromagnetik yang diperlukan dalam kontur 58. B 23 No. 4953. Siswa mengukur gaya gravitasi yang bekerja pada beban. Pembacaan dinamometer ditunjukkan dalam foto. Kesalahan pengukuran sama dengan nilai pembagian diameter meter. Dalam hal apa indikasi dimensi meteran per rekaman sudah benar? 1) (2.0 ± 0.1) N 2) (2.0 ± 0.2) N 3) (2.0 ± 0.5) N 4) (2.0 ± 0.01) N 59. B 23 No. 5163. Siswa mengukur gaya gravitasi yang bekerja pada memuat. Pembacaan dinamometer ditunjukkan dalam foto. Kesalahan pengukuran sama dengan nilai pembagian diameter meter. Dalam hal apa indikasi dimensi meteran per rekaman sudah benar? 1) (1,6 ± 0,2) N 2) (1,4 ± 0,2) N 3) (2,4 ± 0,1) N 4) (1,6 ± 0,1) N 60. B 23 No. 5198. Siswa mengukur gaya gravitasi yang bekerja pada memuat. Pembacaan dinamometer ditunjukkan dalam foto. Kesalahan pengukuran sama dengan nilai pembagian diameter meter. Dalam hal apa indikasi dimensi meteran per rekaman sudah benar? 1) (1.8 ± 0.2) N 2) (1.3 ± 0.2) N 3) (1.4 ± 0.01) N 4) (1.4 ± 0.1) N 61. B 23 No. 5303. Siswa mengukur gaya gravitasi yang bekerja pada memuat. Pembacaan dinamometer ditunjukkan dalam foto. Kesalahan pengukuran sama dengan nilai pembagian dinamometer. Dalam hal apa pembacaan dinamometer yang kami rekam benar? 1) (4.3 ± 0.1) N 2) (4.3 ± 0.2) N 3) (4.6 ± 0.1) N 4) (4.3 ± 0.3) N 62. B 23 No. 6127. Dengan menggunakan osiloskop, seorang siswa mempelajari osilasi paksa di rangkaian osilasi yang terdiri dari kumparan kawat yang dihubungkan seri, kapasitor dan resistor dengan hambatan kecil. Induktansi kumparan adalah 5 mH. Gambar tersebut menunjukkan tampilan layar osiloskop ketika probenya dihubungkan ke terminal kapasitor untuk kasus resonansi. Gambar juga menunjukkan sakelar osiloskop, yang memungkinkan Anda mengubah skala gambar di sepanjang sumbu horizontal: dengan memutar sakelar ini, Anda dapat mengatur periode waktu yang sesuai dengan satu divisi layar osiloskop. Tentukan berapa kapasitansi pengguna dalam rangkaian osilasi yang diringkas dengan tora? 1) 20 uF 2) 64 mF 3) 80 uF 4) 80 F . Kapasitansi kapasitor adalah 16 mikrofarad. Gambar tersebut menunjukkan tampilan layar osiloskop ketika probenya dihubungkan ke terminal kapasitor untuk kasus resonansi. Gambar juga menunjukkan sakelar osiloskop, yang memungkinkan Anda mengubah skala gambar di sepanjang sumbu horizontal: dengan memutar sakelar ini, Anda dapat mengatur periode waktu yang sesuai dengan satu divisi layar osiloskop. Tentukan berapa induktansi kumparan yang digunakan dalam rangkaian berosilasi. 1) 1 H 2) 25 mH 3) 0,17 H 4) 64 H 64. B 23 No. 6206. Berbagai kawat dibuat dari bahan yang sama. Pasangan kabel mana yang harus dipilih untuk memverifikasi secara eksperimental ketergantungan resistansi kawat pada panjangnya? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 65. B 23 No. 6241. Perlu untuk secara eksperimental mendeteksi ketergantungan periode osilasi pendulum pegas pada massa beban. Pasangan bandul apa yang harus digunakan untuk tujuan ini? 1) A dan D 2) hanya B 3) hanya C 4) hanya D Pasangan bandul manakah yang harus digunakan untuk pengujian ini? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 67. B 23 No. 6314. Perlu untuk mengetahui secara eksperimental ketergantungan periode osilasi kecil pendulum matematika pada zat dari mana beban dibuat. Pasangan bandul apa yang dapat diambil untuk tujuan ini? Bobot bandul - bola berongga yang terbuat dari tembaga dan aluminium dengan massa yang sama dan diameter luar yang sama. 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 68. B 23 No. 6350. Untuk melakukan pekerjaan laboratorium, siswa diberikan dinamometer, beban yang tidak diketahui massa jenisnya, dan gelas kimia berisi air. Sayangnya, pembagian skala tidak ditunjukkan pada dinamometer. Dengan menggunakan sketsa percobaan, tentukan nilai pembagian skala diameter per milimeter. 1) 0,1 N 2) 0,2 N 3) 0,4 N 4) 0,5 N Sayangnya, pembagian skala tidak ditunjukkan pada gelas kimia. Dengan menggunakan sketsa jalannya percobaan, tentukan harga pembagian skala perubahan dari pelajaran. 1) 200 ml 2) 250 ml 3) 400 ml 4) 500 ml

Jawaban untuk tugas 1-24 adalah kata, angka, atau urutan angka atau angka. Tulis jawaban Anda di bidang yang sesuai di sebelah kanan. Tulis setiap karakter tanpa spasi. Satuan besaran fisika tidak perlu ditulis.

1

Gambar tersebut menunjukkan grafik pergerakan bus di sepanjang jalan lurus sepanjang sumbu X. Tentukan proyeksi kecepatan bus pada sumbu X dalam selang waktu dari 0 hingga 30 menit.

Jawaban: _____ km/jam

2

Dalam kerangka acuan inersia, gaya \overset\rightharpoonup F memberi tahu benda bermassa m percepatan yang sama dalam modulus dengan 2 m/s 2 . Berapa modulus percepatan benda dengan massa \frac m2 di bawah aksi gaya 2\overset\rightharpoonup F dalam kerangka acuan ini?

Jawaban: _____ m/s 2

3

Pada troli bermassa 50 kg, menggelinding di sepanjang lintasan dengan kecepatan 0,8 m / s, 200 kg pasir dituangkan di atasnya. Tentukan kecepatan troli setelah memuat

Menjawab: _____

4

Berapa berat seseorang di udara, dengan mempertimbangkan aksi gaya Archimedes? Volume seseorang V \u003d 50 dm 3, kepadatan tubuh manusia adalah 1036 kg / m 3. Massa jenis udara 1,2 kg/m 3 .

Jawaban: _____ N

5

Gambar menunjukkan grafik ketergantungan koordinat pada waktu untuk dua benda: A dan B, bergerak sepanjang garis lurus, di mana sumbu X diarahkan. Pilih dua pernyataan yang benar tentang pergerakan benda.

1. Selang waktu antara pertemuan benda A dan B adalah 6 s.

2. Benda A bergerak dengan kecepatan 3 m/s.

3. Benda A bergerak dengan percepatan beraturan.

4. Selama 5 s pertama, benda A menempuh jarak 15 m.

5. Benda B bergerak dengan percepatan konstan.

6

Beban pendulum pegas yang ditunjukkan pada gambar melakukan osilasi harmonik antara titik 1 dan 3. Bagaimana energi potensial pegas pendulum dan kecepatan beban berubah ketika beban bandul bergerak dari titik 3 ke titik 2?

1. meningkat

2. menurun

3. tidak berubah

7

Sebuah keping bermassa m meluncur menuruni bukit dari keadaan diam. Percepatan jatuh bebas adalah g. Di kaki bukit, energi kinetik keping sama dengan E k. Gesekan keping di atas bukit dapat diabaikan. Menetapkan korespondensi antara kuantitas fisik dan formula yang dengannya mereka dapat dihitung. Untuk setiap posisi kolom pertama, pilih posisi kolom kedua yang sesuai dan tuliskan nomor yang dipilih di bawah huruf yang sesuai.

KUANTITAS FISIK

A. ketinggian bukit

B) modul momentum keping di kaki bukit

1) E_k\sqrt(\frac(2m)g)

2) \sqrt(2mE_k)

3) \sqrt(\frac(2E_k)(gm))

4) \frac(E_k)(gm)

8

Gas ideal terkandung dalam bejana di bawah piston. Tekanan gas adalah 100 kPa. Pada suhu tetap, volume gas diperbesar 4 kali lipat. Tentukan tekanan gas pada keadaan akhir.

Jawaban: _____ kPa.

9

Gas dipindahkan dari keadaan 1 ke keadaan 3 seperti yang ditunjukkan pada diagram p-V. Berapa usaha yang dilakukan oleh gas dalam proses 1-2-3, jika p 0 \u003d 50 kPa, V 0 \u003d 2 l?

Jawaban: _____ J.

10

Berapa banyak kalor yang dilepaskan oleh bagian besi tuang 10 kg ketika suhunya diturunkan sebesar 20 K?

Kapasitas panas spesifik besi tuang C=500\frac(J)(kg^\circ C)

Jawaban: _____ kJ.

11

Ketergantungan volume massa konstan gas ideal pada suhu ditunjukkan pada diagram V-T (lihat gambar). Pilih dua pernyataan yang benar tentang proses yang terjadi dengan gas.

1. Tekanan gas berada pada titik minimum pada keadaan A.

2. Selama transisi dari keadaan D ke keadaan A, energi internal berkurang.

3. Selama transisi dari keadaan B ke keadaan C, usaha yang dilakukan oleh gas selalu negatif.

4. Tekanan gas pada keadaan C lebih besar dari pada tekanan gas pada keadaan A.

5. Tekanan gas pada keadaan D lebih besar dari pada tekanan gas pada keadaan A.

12

Gambar A dan B menunjukkan grafik dua proses 1-2 dan 3-4, yang masing-masing dilakukan oleh satu mol argon. Grafik diplot dalam koordinat p-V dan V-T, di mana p adalah tekanan, V adalah volume dan T adalah suhu absolut gas. Menetapkan korespondensi antara grafik dan pernyataan yang mencirikan proses yang digambarkan pada grafik.

Untuk setiap posisi kolom pertama, pilih posisi kolom kedua yang sesuai dan tuliskan nomor yang dipilih di bawah huruf yang sesuai.

TETAPI)

B)

PERNYATAAN

1) Energi dalam gas berkurang, sedangkan gas melepaskan panas.

2) Usaha dilakukan pada gas, sedangkan gas mengeluarkan kalor.

3) Gas menerima panas tetapi tidak bekerja.

4) Gas menerima panas dan melakukan kerja.

13

Arus yang sama saya mengalir melalui tiga konduktor paralel lurus panjang tipis (lihat gambar). Bagaimana gaya Ampere diarahkan pada penghantar 3 dari dua lainnya (atas, bawah, kiri, kanan, dari pengamat, ke pengamat)? Jarak antara konduktor yang berdekatan adalah sama. Tulis jawaban Anda dalam kata-kata.

Menjawab: _____

14

Gambar tersebut menunjukkan bagian dari rangkaian listrik. Berapa perbandingan jumlah kalor Q1/Q2 yang dilepaskan pada resistor R1 dan R2 secara bersamaan?

Menjawab: _____

15

Seberkas cahaya jatuh pada cermin datar. Sudut antara sinar datang dan cermin adalah 30°. Tentukan sudut antara sinar datang dan sinar pantul.

Jawaban: _____ °.

16

Dua kubus kaca tak bermuatan 1 dan 2 didekatkan dan ditempatkan dalam medan listrik yang intensitasnya diarahkan secara horizontal ke kanan, seperti yang ditunjukkan pada bagian atas gambar. Kemudian kubus dipindahkan terpisah dan baru kemudian medan listrik dihilangkan (bagian bawah gambar). Pilih dari daftar yang diusulkan dua pernyataan yang sesuai dengan hasil studi eksperimental, dan tunjukkan jumlahnya.

1. Setelah kubus-kubus tersebut dipindahkan, muatan kubus pertama ternyata negatif, muatan kubus kedua adalah positif.

2. Setelah ditempatkan dalam medan listrik, elektron dari kubus pertama mulai masuk ke kubus kedua.

3. Setelah kubus dipindahkan, muatan kedua kubus tetap sama dengan nol.

4. Sebelum kubus dipisahkan dalam medan listrik, permukaan kiri kubus ke-1 bermuatan negatif.

5. Sebelum kubus dipisahkan dalam medan listrik, permukaan kanan kubus ke-2 bermuatan negatif.

17

Bagaimana frekuensi osilasi alami dan kuat arus maksimum dalam kumparan rangkaian osilasi (lihat gambar) berubah jika kunci K dipindahkan dari posisi 1 ke posisi 2 pada saat muatan kapasitor adalah 0?

1. meningkatkan

2. penurunan

3. tidak akan berubah

18

Tetapkan korespondensi antara resistansi bagian dari rangkaian DC dan representasi skematis dari bagian rangkaian ini. Hambatan semua resistor pada gambar adalah sama dan sama dengan R.

RESISTENSI BAGIAN

BAGIAN DC

4)

19

Berapa jumlah proton dan neutron dalam isotop nitrogen ()_7^(14)N ?

20

Waktu paruh isotop natrium ()_(11)^(22)Na adalah 2,6 tahun. Awalnya, ada 208 g isotop ini. Berapa dalam 5,2 tahun?

Menjawab: ______

21

Untuk beberapa atom, ciri khasnya adalah kemungkinan ditangkap oleh inti atom dari salah satu elektron yang paling dekat dengannya. Bagaimana nomor massa dan muatan inti berubah dalam kasus ini?

Untuk setiap nilai, tentukan sifat perubahan yang sesuai:

1. meningkat

2. menurun

3. tidak berubah

Tuliskan nomor yang dipilih untuk setiap besaran fisika. Nomor dalam jawaban dapat diulang.

22

Gambar tersebut menunjukkan stopwatch, di sebelah kanannya ada gambar yang diperbesar dari bagian skala dan panah. Jarum stopwatch membuat putaran penuh dalam 1 menit.

Catat pembacaan stopwatch, dengan memperhatikan bahwa kesalahan pengukuran sama dengan pembagian stopwatch.

Jawaban: (_____ ± _____)

23

Siswa mempelajari sifat-sifat bandul. Dia memiliki pendulum, parameter yang diberikan dalam tabel. Manakah dari bandul yang harus digunakan untuk secara eksperimental menemukan ketergantungan periode osilasi bandul pada panjangnya?

24

Pertimbangkan tabel yang berisi informasi tentang planet terestrial tata surya.

Pilih dua pernyataan yang sesuai dengan karakteristik planet dan tunjukkan jumlahnya.

1) Dari planet-planet terestrial, Venus berputar di orbit yang paling memanjang mengelilingi Matahari.

2) Percepatan jatuh bebas di Mars kira-kira 3,8 m/s 2 .

3) Kecepatan kosmik pertama untuk Merkurius lebih kecil daripada di Bumi.

4) Di antara planet-planet dari kelompok terestrial, frekuensi revolusi mengelilingi Matahari maksimum di Venus.

5) Kepadatan rata-rata Merkurius kurang dari Venus.

25

Sebuah batang bermassa 0,8 kg bergerak sepanjang meja horizontal, dihubungkan ke beban bermassa 0,2 kg oleh seutas benang tak berbobot yang tidak dapat diperpanjang yang dilemparkan ke atas balok licin tak berbobot. Beban bergerak dengan percepatan 1,2 m/s2. Tentukan koefisien gesekan batang pada permukaan meja.

Menjawab: _____

26

Titik B berada di tengah segmen AC. Muatan titik stasioner -q dan -2q (q = 1 nC) masing-masing terletak di titik A dan C. Muatan positif apa yang harus ditempatkan di titik C sebagai ganti muatan - 2q, sehingga modulus kuat medan listrik di titik B meningkat 2 kali?

Jawaban: _____ nK

27

Sebuah konduktor lurus dengan panjang I = 0,2 m, yang melaluinya arus I = 2 A, berada dalam medan magnet seragam dengan induksi B = 0,6 T dan sejajar dengan vektor \overset\rightharpoonup B. Tentukan modul gaya yang bekerja pada konduktor dengan sisi medan magnet.

Jawaban: _____ H.

Bagian 2.

Solusi lengkap yang benar dari masing-masing masalah 28-32 harus berisi hukum dan rumus, yang penerapannya diperlukan dan cukup untuk menyelesaikan masalah, serta transformasi matematika, perhitungan dengan jawaban numerik dan, jika perlu, angka menjelaskan solusinya.

Telur katak yang terpisah transparan, cangkangnya terdiri dari zat agar-agar; di dalam telur adalah embrio gelap. Di awal musim semi, pada hari-hari cerah, ketika suhu air di reservoir mendekati nol, kaviar terasa hangat saat disentuh. Pengukuran menunjukkan bahwa suhunya bisa mencapai 30 derajat.

1) Bagaimana fenomena ini dapat dijelaskan?

S=Vt_1+\\frac(at_1^2)2.

Mari kita tulis persamaan dalam bentuk yang berbeda:

\\frac(0,21)2t_1^2+2t_1-50=0.

Solusinya adalah dua angka: 14.286 dan -33.333.

Hanya nilai positif yang memiliki makna fisik, maka t 1 =14,286s.

Bagian kedua dari cara orang tersebut bergerak dipercepat secara seragam, tetapi percepatannya diarahkan ke arah yang berlawanan dengan kecepatan eskalator. Mari kita tulis rumus yang menjelaskan gerakan ini:

S=\\frac(at_2^2)2-Vt_2;

mari kita substitusikan nilainya:

\\frac(0,21)2t_2^2-2t_2-50=0.

Saat memecahkan, kami mendapatkan dua nilai: -14,286 dan 33,333.

Hanya nilai positif yang memiliki makna fisik, lalu t 2 \u003d 33,333 s.

Total waktu yang dihabiskan di eskalator: t=t 1 +t 2 =14.286+33.333=47,6 s.

Silinder berisi nitrogen dengan massa m = 24 g pada suhu T = 300 K. Gas didinginkan secara isokhor sehingga tekanannya turun n = 3 kali. Gas tersebut kemudian dipanaskan pada tekanan konstan sampai suhunya mencapai suhu aslinya. Tentukan usaha A yang dilakukan oleh gas tersebut.

Ketika terminal sel galvanik dihubung pendek, arus dalam rangkaian adalah 2 A. Ketika sebuah lampu listrik dengan hambatan listrik 3 ohm dihubungkan ke terminal sel galvanik, arus dalam rangkaian adalah 0,5 A Berdasarkan hasil percobaan tersebut, tentukan hambatan dalam sel galvani.

Mata dan lensa kacamata membentuk sistem optik, yang daya optiknya dapat dihitung dengan rumus: D=D 1 +D 2 .

Kemudian, D_1+D_2=\frac1F;

D_2=\frac1F-D_1;

D_2=\frac1(0.25\;m)-2\;dptr=2\;dptr.