Лабораторная работа. ИЗУЧЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ ПРУЖИННОГО МАЯТНИКА

Про матеріал

Задача данной работы заключается в том, чтобы экспериментально проверить полученную теоретически закономерность. Для решения этой задачи сначала необходимо определить жесткость k пружины, применяемой в лабораторной установке, массу m груза и вычислить собственную частоту и период колебаний маятника. Затем, подвесив груз массой m на пружину, экспериментально проверить полученный теоретически результат.

Материал может быть использован для физического практикума.

Перегляд файлу

ИЗУЧЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ ПРУЖИННОГО МАЯТНИКА

 

Повторите: «физика-11».

Груз, подвешенный на стальной пружине и выведенный из положения равновесия, совершает под действием сил тяжести и упругости пружины гармонические колебания. Собственная частота колебаний такого пружинного маятника определяется выражением

где k — жесткость пружины; m — масса тела.

Задача данной работы заключается в том, чтобы экспериментально проверить полученную теоретически закономерность. Для решения этой задачи сначала необходимо определить жесткость k пружины, применяемой в лабораторной установке, массу m груза и вычислить собственную частоту и период колебаний маятника. Затем, подвесив груз массой m на пружину, экспериментально проверить полученный теоретически результат.

 

Выполнение работы

 Оборудование: 1) набор грузов по механике; 2) держатель со спиральной пружиной; 3) штатив для фронтальных работ; 4) метр демонстрационный; 5) секундомер карманный или часы с секундной стрелкой.

 

 1. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

№ опыта

F. Н

 

x.

м

k, Н/м

m,. кг

t, с

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 2. Укрепите пружину с держателем в лапке штатива и подвесьте к ней груз массой 100 г. Рядом с грузом укрепите вертикально измерительную линейку и отметьте начальное положение груза (рис. 1).

 3. Подвесьте к пружине груза массой по 100 г и измерьте ее удлинение x, вызванное действием силы . По измеренному удлинению x и известной силе F вычислите жесткость пружины:

4. Зная жесткость пружины, вычислите собственную частоту колебаний и период пружинного маятника массой 200 и 400 г.

5. Подвесьте к пружине 2 груза массой по 100 г, выведите пружинный маятник из положения равновесия, сместив его на 5–7 см, и экспериментально определите частоту колебаний маятника. Для этого измерьте интервал времени t, за который маятник совершает 20 полных колебаний, и произведите расчет по формуле

где n — число колебаний.

6. Такие же измерения и вычисления выполните с маятником массой 400 г.

7. Вычислите отклонение расчетного значения собственной частоты колебаний пружинного маятника от частоты , полученной экспериментально. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

Рис. 1

 

 

 Контрольные вопросы

 1. По какому закону происходит колебание тела, подвешенного на пружине?

2. Зависит ли частота колебаний пружинного маятника от амплитуды колебаний?

3. Каким был бы результат опыта в условиях невесомости?

doc
Пов’язані теми
Фізика, Матеріали до уроків
Додано
10 січня 2019
Переглядів
1425
Оцінка розробки
Відгуки відсутні
Безкоштовний сертифікат
про публікацію авторської розробки
Щоб отримати, додайте розробку

Додати розробку