Соберем экспериментальную установку. Установка состоит из шарика на нити. Нить продернута через ластик. Это сделано для того, чтобы можно было регулировать его длину. Обратите внимание, что сам ластик укреплен в лапке штатива.Для измерения длины будем использовать линейку и секундомер. Итак, мы отсчитали 30 колебаний, и время, которое мы зарегистрировали, оказалось равным 13,2 с.Заносим эти данные в таблицу и можем приступать к расчетам периода и частоты колебаний. Следующий шаг: увеличиваем длину маятника до 20 см. И весь эксперимент повторяем сначала. Вновь результаты заносим в таблицу. Итак, проведя наши эксперименты, мы получили конечные результаты и занесли их в таблицу. Период колебаний: (с). Частота колебаний: (Гц), где – это время, а – количество колебаний, совершенных за время . Обратите внимание: когда длина маятника составляла 5 см, 30 колебаний за время 13,2 с. Период колебаний составил , а частота . Следующий результат: те же 30 колебаний, но длина маятника была уже 20 см. В этом случае увеличилось время колебаний – 26,59 с, а период колебаний составил . Частота уменьшилась почти в 2 раза, обратите внимание: . Если мы посмотрим на третий результат, то увидим, что длина маятника еще больше, период стал больше, а частота уменьшилась еще на некоторое значение. Следующий, четвертый и пятый, постарайтесь посчитать сами. Обратите внимание на то, как при этом будет меняться период и частота колебаний нашего нитяного маятника. Для 4 и 5 экспериментов посчитайте частоту и период самостоятельно.Для 4 и 5 экспериментов посчитайте частоту и период самостоятельно.
Величина/№
1
2
3
4
5
Длина (см)
5
20
45
80
125
Число колебаний
30
30
30
30
30
Время (с)
13,2
26,59
40,32
52,81
66,21
Период (с)
0,44
0,886
1,344
Частота (Гц)
2,27
1,128
0,744
Табл. 1. Значения частоты и периода для первых трех экспериментов
вывод: с увеличением длины маятника увеличивается период колебаний и уменьшается частота (рис. 4). Хотелось бы, чтобы четвертый и пятый опыты вы проделали сами и убедились, что все действительно так, как мы получили в наших опытах.
Формула для вычисления периода колебания математического маятника: , где – длина маятника, а – ускорение свободного падения.
Формула для вычисления частоты колебаний: .
Начальная температура воды: t₁ = 0 °C.
Конечная температура воды: t₂ = 100 °C.
Масса природного газа: m₂ = 0,3 кг.
Удельная теплоёмкость воды: c = 4200 Дж/(кг × °С).
Удельная теплота сгорания газа: q = 44 МДж/кг = 
Дж/кг.
КПД сгорания природного газа: η = 35% = 0,35.
Найти нужно массу нагретой воды: m₁ - ?
Решение:1. Теплота, полученная с сгорания природного газа идёт на нагревание воды, с учётом КПД, получаем следующую формулу: 
2. Теплота нагревания воды: 
3. Теплота сгорания природного газа: 
4. Объединяем полученные формулы: 
5. Выразим массу воды из (4): 
(кг).
tн=127°С; Тн=127+273=400(К)
tх= -17°С; Тх=-17+273=256(К)
t=1 с
Qн=120 кДж.
Найти: η, Qх, N
Решение:
КПД идеальной тепловой машины вычисляется по формулам
η=(Qн-Qх)/Qн=(Тн-Тх)/Тн
η=(400-256)/400=0,36=36%
η=(Qн-Qх)/Qн
(Qн-Qх)=ηQн
Qх=Qн-ηQн=Qн(1-η)
Qх=120(1-0,36)=76,8 (кДж)
Работа машины
А=Qн-Qх
А=120-76,8=43,2 (кДж)
Мощность машины
N=A/t=43.2/1=43,2 (кВт)
ответ: 36%; 76,8 кДж; 43,2 кВт