الفيزياء 11 فصل ثاني

اسم التجربة:

دراسة الحركة التذبذبية لجسم معلّق في نابض.

 

هدف التجربة:

التعرف على طبيعة الحركة التذبذبية (الاهتزازية) لجسم معلّق في نابض.

دراسة العلاقة بين الكتلة المعلقة والزمن الدوري للحركة.

التحقق من قانون الزمن الدوري لنابض: $T=2\pi \sqrt[]{\frac{m}{k}}$

 

 

الأدوات والمواد:

نابض (مرن)

حامل معدني لتثبيت النابض

ساعة إيقاف

حامل لتعليق الكتل

كتل متساوية (كل واحدة 50g)

مسمار تثبيت

 

 

خطوات إجراء التجربة بالتفصيل:

1 تركيب الجهاز:

ثبّت النابض في الحامل المعدني باستخدام المسمار.

علّق الحامل الذي سيحمل الكتل أسفل النابض.

تأكد أن الجهاز موضوع على سطح ثابت ومستوي.

 

2 تحديد موضع الاتزان:

دون إضافة أي كتلة، لاحظ وضع المؤشر في أسفل الحامل (موضع السكون).

هذا الموضع يُعد مرجعًا لتحديد التذبذب لاحقًا.

 

3 إجراء التذبذب وقياس الزمن الدوري:

علّق كتلة مقدارها 50g في الحامل.

اجذب الكتلة قليلًا إلى الأسفل ثم اتركها لتتذبذب تذبذبًا حرًا.

استخدم ساعة الإيقاف لحساب الزمن اللازم لعدد 10 ذبذبات كاملة.

الزمن الدوري (T) يحسب كالتالي: $T=\frac{\mathrm{التذبذبات} 10\mathrm{ال} \mathrm{زمن}}{10}$

 

 

4 التكرار مع كتل مختلفة:

كرر الخطوات مع إضافة كتل إضافية (50 جرام كل مرة).

قم بقياس الزمن الدوري لكل حالة (100 جرام، 150 جرام، 200 جرام...)

 

5 تسجيل البيانات:

سجّل الكتلة المستخدمة (m) والزمن الدوري (T) في جدول.

ثم احسب  ²T لكل قيمة.

 

 

التحليل والاستنتاج:

1 تمثيل بياني

مثّل ²T  على المحور الرأسي، و m  على المحور الأفقي.

يجب أن تحصل على خط مستقيم يمر من الأصل، مما يدل على وجود علاقة طردية بين ²T و m

 

 

2. العلاقة الرياضية:

العلاقة التي تحكم الزمن الدوري لنظام نابض هي:

$T=2\pi \sqrt[]{\frac{m}{k}}$

وبتربيع الطرفين: 

$T^2=\frac{4{\pi }^{2}m}{k}$

 

 

الاستنتاجات النهائية:

1. العلاقة بين الزمن الدوري وكتلة الجسم علاقة طردية مع الجذر التربيعي للكتلة.
2. كلما زادت الكتلة، زاد الزمن الدوري للتذبذب.
3. العلاقة تتفق مع القانون الفيزيائي لنظام نابضي.
4. النتائج تؤكد صحة فرضية (أ) التي تنص على أن:
   "الزمن الدوري يتناسب طرديًا مع الجذر التربيعي للكتلة المعلقة."

 

نقاط أمان:

1. تأكد من ثبات الجهاز على الطاولة.
2. لا تسحب النابض أكثر من اللازم حتى لا يتشوه أو ينقطع.
3. احرص على أن تكون القياسات دقيقة وأن تُحسب الذبذبات بشكل منتظم