– Khảo sát thực nghiệm nhằm tìm mối quan hệ giữa biên độ, khối lượng, chiều dài và chu kỳ của con lắc đơn.

– Từ đó suy ra công thức tính chu kỳ của con lắc đơn

\(T = 2\pi \sqrt {\frac{l}{g}} \) ⇒  gia tốc trọng trường : \(g = 4{\pi ^2}\frac{l}{{{T^2}}}\)

– Nhận biết có 2 phương pháp dùng để phát hiện ra một định luật vật lí.

+ Phương pháp suy diễn toán học: Dựa vào một thuyết hay một định luật đã biết để suy ra định luật mới rồi dùng thí nghiệm để kiểm tra sự đúng đắn của nó.

+ Phương pháp thực nghiệm: Dùng một hệ thống thí nghiệm để làm bộc lộ mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng có liên quan nhằm tìm ra định luật mới.

– Các quả nặng : 50g, 100g, 150g.

– Một sợi dây mảnh dài 1m.

– Một giá thí nghiệm dùng để treo con lắc đơn và có cơ cấu để điều chỉnh chiều dài của con lắc ( bằng ròng trọc).

– Một đồng hồ đo thời gian hiện số.

– Một cổng quang điện.

– Một thước 500mm.

– Giấy kẻ ô milimét

– Đế ba chân.

– Một thước đo góc

– Lắp ráp thí nghiệm như hình vẽ

– Lưu ý :

+ Cổng quang nối với ổ cắm A, Máy đo thời gian : chọn Mode T, độ chính xác 1/1000s.

+ Sau mỗi thao tác thu thập số liệu cần phải đưa đồng hồ về trạng thái chỉ số 0 ( nhấn nút Reset).

+ Thao tác thả con lắc cần dứt khoát.

+ Cần kéo con lắc ra với một góc nhỏ và ghi giá trị của góc này

+ Cứ mỗi lần đếm là 1/2T.

2.3.1. Chu kỳ con lắc có phụ thuộc vào biên độ dao động  :

– Sau khi lắp ráp thí nghiệm :

+ Chọn quả nặng 50g treo vào giá

+ Điều chỉnh chiều dài con lắc khoảng 50 cm.

+ Kéo ra khỏi phương thẳng đứng một biên độ khoảng 3 cm

+ Quan sát đồng hồ và đếm khoảng 10 dao động toàn phần. Sau đó, ghi T vào bảng.

– Lặp lại thí nghiệm 2 – 3 lần với các biên độ khác nhau ( giữ nguyên m, l)

2.3.2. Chu kỳ con lắc có phụ thuộc vào khối lượng m của quả nặng :

– Tương tự như trên, nhưng trong thí nghiệm này ta giữ nguyên A, l thay đổi khối lượng m ( 50g; 100g; 150g).

2.3.3. Chu kỳ con lắc có phụ thuộc vào chiều dài con lắc :

– Giống thí nghiệm 2, lần này ta thay đổi chiều dài của con lắc và giữ nguyên m, biên độ dao động A.

1. Mối quan hệ giữa T và A  :     

– Bảng 9.1:

 

Khối lượng m = …………g; chiều dài con lắc  l = ………..cm
A (cm)	\(\sin \alpha  = \frac{A}{l}\)	Góc lệch \({\bf{\alpha }}\left( {^{\bf{0}}} \right)\)	Thời gian 10 dao động (s)	Chu kỳ T (s)

– Nhận xét :………………………………………………………………………………

2. Mối quan hệ giữa T và m :   

– Bảng 9.2 :

 

Chiều dài l = ………….cm; biên độ A = ………….cm.
m (g)	Thời gian 10 dao động (s)	Chu kỳ (s)

 

–  Nhận xét :………………………………………………………………………………

3. Mối quan hệ giữa T và l :          

– Bảng 9.3:

 

Chiều dài l (cm)	Thời gian: t = 10T (s)	Chu kỳ T (s)	\({{\bf{T}}^{\bf{2}}}\left( {{{\bf{s}}^{\bf{2}}}} \right)\)	\({a^2} = \frac{{{T^2}}}{l}({s^2}/cm)\)

 

– Nhận xét :………………………………………………………………………………

4. Kết luận :                                                                                          

– Từ kết quả thí nghiệm rút ra kết luận gì về \(T = a\sqrt l \) với giá trị của a trong bảng 9.3.

– Vẽ đồ thị \(T = {\rm{ }}f\left( l \right)\) và nhận xét.

– Vẽ đồ thị \({T^2} = f(l)\) và nhận xét.

– Tính gia tốc trọng trường tại nơi làm thí nghiệm với các số liệu nhận từ thí nghiệm.