Оборудование: штатив, пружины известной разной жёсткости, набор грузов, секундомер, линейка. Подвес закрепляют устойчиво, не превышают допустимое растяжение пружин.
Зафиксируйте пружину и измерьте время 20 малых вертикальных колебаний груза, начиная отсчёт при прохождении одной и той же точки в одном направлении. Вычислите T=t/20. Повторите несколько раз, найдите среднее и разброс.
При неизменной пружине увеличьте массу груза; сохраняйте малую амплитуду и метод отсчёта. Затем при неизменной массе заменяйте пружины разной жёсткости. Запишите фактические m, k, t, T в отдельную таблицу.
Сравните отношения периодов и квадраты периодов. Для проверки жёсткости при необходимости используйте статическое растяжение: k=mg/Δl.
Расчётный пример, не измеренные данные: модель \(T=2\pi\sqrt{\frac mk}\).
m, кг
k, Н/м
Расчётный T, с
Расчётное время 20 колебаний, с
0,10
10
\(0{,}2\pi\approx0{,}63\)
12,57
0,40
10
\(0{,}4\pi\approx1{,}26\)
25,13
0,10
40
\(0{,}1\pi\approx0{,}31\)
6,28
Ожидаемый вывод: \(T\propto\sqrt m\) при постоянном k и \(T\propto\frac1{\sqrt k}\) при постоянном m. Увеличение массы в 4 раза удваивает период; увеличение жёсткости в 4 раза уменьшает его вдвое. Фактический вывод следует подтвердить своими измерениями и их погрешностью; опыт здесь не выполнялся.
Что применять при решении
Связь характеристик
\(\nu=\frac{1}{T},\quad N=\nu t\).
Путь за цикл
\(s=4A\) для движения между двумя крайними положениями.
Пружинный маятник
\(T=2\pi\sqrt{\frac mk}\).
Эксперимент
Меняют одну независимую величину за раз и измеряют время многих колебаний.
Создать проектГотовый файл Word. Оплата после того, как увидите работу.
Уведомление об авторском праве и цитировании
ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов
используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме,
оправданном поставленной целью.
Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве
(в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).
В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования
указаны для каждого используемого фрагмента.
