Задание OGEPHYS1DD6F4: Планирование и анализ эксперимента

Рассматриваем движение относительно Земли. Угол θ отсчитываем от вертикали; положительное направление касательной оси Oτ соответствует увеличению θ. На шарик действуют сила тяжести mg вертикально вниз и натяжение F_н вдоль нити к подвесу. Натяжение не имеет касательной проекции, поэтому
ma_τ = −mg sin θ.
При малых колебаниях лёгкой нерастяжимой нити длины l период равен
T = 2π√lg, ν = 1T.
Потерями энергии пренебрегаем.
Чтобы исследовать зависимость периода от длины, изменяем только этот параметр, а массу шарика сохраняем. Опыты проводим в одном месте и при одинаковых малых начальных отклонениях.
У маятников Б и Г одинаковые массы m₂, а длины нитей различны: у Б нить длиннее.
А–Г и Б–В отличаются одновременно массой и длиной, В–Г имеют одинаковую длину и разные массы.
Выбираем Б и Г, то есть вариант 3. Для каждой установки измеряем время t одинакового числа N полных колебаний. По определению
T = tN, ν = Nt.
Сравниваем результаты с учётом погрешности. При увеличении длины период растёт, а частота уменьшается.
Проверка: выбранная пара сохраняет массу шарика и действительно изменяет исследуемый параметр. Случайное совпадение значений периода у неподходящих установок не делает опыт контролируемым. Ответ: 3.