Зберігаємо спокій. Віримо в ЗСУ. Разом до перемоги! 🇺🇦

Інструкція до практичної роботи: «Дослідження коливань пружинного маятника»

Про матеріал
Фізичний практикум з фізики. Інструкція до практичної роботи: «Дослідження коливань пружинного маятника»
Перегляд файлу

Фізичний практикум

Практична робота № 13

«Дослідження коливань пружинного маятника»

Мета: вивчити вільні та вимушені коливання; обчислити частоту  та період коливань.

Обладнання: набір тягарців з механіки; тримач із спіральною пружиною; штатив для фронтальних робіт; метр демонстраційний; секундомір.

Теоретичні відомості

Тягарець, підвішений на сталевій пружині і виведений з положення рівноваги, під дією сил тяжіння і пружності здійснює гармонічні коливання. Власна частота коливань такого пружинного маятника визначається виразом,                               де kжорсткість пружини, m – маса тіла.

Завдання даної роботи полягає в тому, щоб експериментально перевірити виведену теоретично закономірність. Щоб виконати це завдання, спочатку треба визначити жорсткість k пружини, використаної в лабораторній установці, масу m тягарця та обчислити власну частоту νо і період То коливань маятника. Потім, підвісивши тягарець масою m до пружини, експериментально перевірити встановлений теоретично результат.

Пружинний маятник – система, в якій відбуваються гармонічні коливання тіла m, підвішеного на абсолютно пружній пружині, під дією пружної сили       F = -kx, де k  - жорсткість пружини, x – зміщення тіла від положення рівноваги.

Коливання – це рухи, які точно або приблизно повторюються через певні інтервали часу.

Вільні коливання – коливання, що виникають у системі під дією внутрішніх сил після того, як систему виведено з положення рівноваги.

Вимушені коливання – коливання тіл, що відбуваються під дією зовнішніх сил, які періодично змінюються.

Період коливань – мінімальний проміжок часу Т, через який рух тіла повністю повторюється (час одного коливання).

Частота коливань – кількість коливань за одиницю часу (ν).

Амплітуда коливань – модуль найбільшого зміщення тіла від положення рівноваги.

Хід роботи

  1. Закріпіть пружину з тримачем у лапці штатива і підвісьте до неї тягарець масою 100 г. Поряд з тягарцем закріпіть вертикально вимірювальну лінійку й позначте початкове положення тягарця.
  2. Підвісьте до пружини ще два тягарці масою по 100 г і виміряйте її видовження Δх, спричинене дією сили F=2H. За виміряним видовженням і відомою силою обчисліть жорсткість пружини: .
  3. Знаючи жорсткість пружини, обчисліть власну частоту коливань νо і період Τо пружинного маятника масою 200 г.
  4. Залишіть на пружині два тягарці масою по 100 г, виведіть пружинний маятник з положення рівноваги, змістивши його на 4-5 см униз, і експериментально визначте частоту коливань ν маятника. Для цього, вимірявши проміжок часу Δt, протягом  якого маятник здійснює 20 повних коливань, визначте частоту коливань за формулою ,  де nчисло коливань.
  5. Такі самі вимірювання й обчислення виконайте з маятником масою 300 г.
  6. Обчисліть відхилення розрахункового значення власної частоти νо коливань пружинного маятника від частоти ν, знайденої експериментально.
  7. Результати вимірювань та обчислень запишіть у таблицю.

 

Виконання роботи

 

№ досліду

F, H

Δx, м

k,

m, кг

νо, Гц

Τо, с

Δt, с

ν, Гц

ε, %

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обчислення:

  

 

;              ;        .

                                                           

Висновки:  

 

Середня оцінка розробки
Структурованість
5.0
Оригінальність викладу
5.0
Відповідність темі
5.0
Загальна:
5.0
Всього відгуків: 1
Оцінки та відгуки
  1. Lunyo Mykola
    Дякую за зекономлений час!!!
    Загальна:
    5.0
    Структурованість
    5.0
    Оригінальність викладу
    5.0
    Відповідність темі
    5.0
doc
Додано
20 листопада 2020
Переглядів
5099
Оцінка розробки
5.0 (1 відгук)
Безкоштовний сертифікат
про публікацію авторської розробки
Щоб отримати, додайте розробку

Додати розробку