Изучение колебаний пружинного маятника

ИЗУЧЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ ПРУЖИНГОГО МАЯТНИКА

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 — жесткость пружины; т— масса тела.

Задача данной лабораторной работы заключается в том, чтобы экспериментально проверить полученную теоретически закономер­ность. Для решения этой задачи сначала необходимо определитьжесткостьkпружины, применяемой в лабораторной установке,Массутгруза и вычислить собственную частоту колебаний маят­ника. Затем, подвесив груз массой тна пружину, эксперименталь­но проверить полученный теоретически результат.

Выполнение работы

Оборудование: 1) набор грузов по 100 г; 2) пружина; 3) штатив лабораторный; 4) линейка измерительная; 5) секундомер.

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов изме­рений и вычислений.

2 , Укрепите пружину 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.Подвесьтек пружинедва груза по 100 г и измерьте ее удли­нение,вызванное действием силы F≈2H.По измеренному удлинению и известной силе Fвычислите жесткость пружи­ны:

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

5. Подвесьте к пружине два груза массами по 100 г, выве­дите пружинный маятник из положения равновесия и экспе­риментально определите часто­ту его колебаний . Для этого измерьте интервал времени , за который маятник совершает 20 полных колебаний, и произ­ведите расчет по формуле

гдеп— 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, и результаты измерений и вычислений зане­сите в таблицу.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/543631-izuchenie-kolebanij-pruzhinnogo-majatnika