Лабораторная работа №6.
Определение частоты и периода колебаний пружинного маятника
Цель работы: научиться определять частоту и период колебаний пружинного маятника; изучить зависимость периода и частоты колебаний пружинного маятника от массы груза, жесткости пружины и амплитуды колебаний
Оборудование: штатив лабораторный, две разные пружины с держателями, набор грузов (100 и 200г) , линейка, динамометр, секундомер.
Ход работы
Период колебаний пружинного маятника вычисляется по формуле:
Где m – масса груза,
k – жесткость пружины.
Следовательно, период колебаний не зависит от амплитуды колебаний, но зависит от коэффициента жесткости и массы груза.
-
ОПЫТ
Зависимость периода и частоты колебаний пружинного маятника от массы груза
Укрепи на штативе мягкую пружину.
Подвесь к пружине груз массой 100 г.
Отклони груз вниз на 3-5 см и отпусти.
Измерь время, за которое пружинный маятник совершает 10-20 колебаний.
Опыт повтори с двумя грузами.
Результаты занеси в таблицу:
№ опыта | Масса груза m, кг | Количество колебаний N | Время колебаний t, с | Период колебаний, T=t/N, с | Частота колебаний, ν=1/T, Гц |
1 | 0,1 | | | | |
2 | 0,2 | | | | |
Вычисли период колебаний по формуле: T=t/N и частоту колебаний ν=1/T .
Вывод:
В выводе укажите от каких параметров пружинного маятника зависят период и частота его колебаний, а от каких - не зависит.
-
ОПЫТ
Зависимость периода и частоты колебаний от коэффициента жесткости пружины.
Подвесь к штативу жесткую пружину и определи ее удлинение, подвесив к ней 1-2 груза.
Измерь время 10 полных колебаний.
Повтори опыт с пружиной другой жесткости, подвесив столько же грузов.
Результаты занеси в таблицу:
№ опыта | Масса груза m, кг | Удлинение пружины ΔL, м | Жесткость пружины K, Н/м | Количество колебаний N, | Время колебаний t, с | Период колебаний, T=t/N, с | Частота Колебаний, ν=1/T, Гц |
1 | | | | | | | |
2 | | | | | | | |
Вычисли жесткость для каждой пружины по формуле k=F/ΔL, где F=mg.
Вычисли период колебаний по формуле: T=t/N и частоту колебаний ν=1/T
Слелай вывод:
В выводе укажите от каких параметров пружинного маятника зависят период и частота его колебаний, а от каких - не зависит.
Ответьте на вопросы:
-
Увеличили или уменьшили массу груза, если период колебаний был 0,4 с, а после изменения стал 0,5 с?
-
У пружинного маятника поменяли пружину. После этого его частота уменьшилась в 4 раза. Больше или меньше стала жесткость пружины?