Лабораторний практикум.

Робота №2 «Вивчення вільних коливань»

Мета роботи: Дослідитизалежність частоти коливань пружинного маятника від маси тягарця.

Прилади і матеріали: Набір тягарців з механіки, штатив універсальний з муфтою і лапкою, лінійка, 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 такою пружинного маятника визначається виразом

,

де k - жорсткість пружини, m - маса тіла.

Завдання цієї 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 n _o коливань маятника. Потім, підвісивши тягарець масою m до пружини, експериментально перевірити встановлений теоретично результат.

Хід роботи:

1.

2. Підвісьте до пружини ще два тягарці масою по 100 г (див. рис.9.1.) і виміряйте її видовження Dх, спричинене дією сили

F = 2Н. За виміряним видовженням і відомою силою обчисліть жорсткість пружини:

3. Знаючи жорсткість пружини, обчисліть власну частоту коливань n _o і період Т _o пружинного маятника масою 200 і 400 г.

4. Залиште на пружині два тягарці масою по 100 г, виведіть пружинний маятник з положення рівноваги, змістивши його на 5…7 см вниз, і експериментально визначте частоту коливань маятника. Для цього, вимірявши проміжок часу Dt, протягом якого маятник здійснює 20 повних коливань, визначте частоту коливань за формулою , де n - число коливань.

5. Такі самі вимірювання й обчислення виконайте з маятником масою 400 г.

6. Обчисліть відхилення розрахункового значення власної частоти n _o коливань пружинного маятника від частоти n, знайденої експериментально. Результати вимірювань та обчислень запишіть у таблицю

7. Зробіть висновок.

№ до-сліду	F,Н	Dx, м	Н/м	m, кг	, с-1	Dt, с	, с-1

Контрольні питання

1) При яких умовах виникають коливання?

2) Чи коливатиметься пружинний маятник на борту орбітальної космічної станції? На Місяці?

3) За яким законом відбувається коливання тіла на пружині?

4) Яка з вимірюваних величин в цій работі визначена найбільш точно?

5) Чи зміниться жорсткість пружини, якщо від неї відрізати половину? Якщо зміниться, то як?

6) Чи зміниться період коливань пружинного маятника, якщо піднятися з ним на висоту 5 км над землею?

7) Назвіть види механічних коливань

8) Назвіть види механічних хвиль та середовища, де вони можуть поширюватися

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: