Ход работы:
- Закрепим на штативе при помощи муфты и лапки пружину известной жёсткости с грузом.
- Приведем систему в колебательное движение и измерим время и число колебаний. Проведём данные измерения, меняя массу груза, с одной пружиной.
- Укрепим пружину с другой жёсткостью и, не меняя массу, измерим время и число колебаний. Все измерения запишите в таблицу.
- Вычислим период колебаний по расчетной формуле: \( T=2\pi\sqrt{\frac{m}{k}} \) и по измерениям
Расчет жесткости пружин
| Сила F, Н |
Удлинение Dl, м |
Жесткость k, Н/м |
| 1 |
0,400 |
2,5 |
| 1 |
0,162 |
6,2 |
| 1 |
0,095 |
10,5 |
| 1 |
0,032 |
31,3 |
| 1 |
0,075 |
13,3 |
Зависимость периода колебаний от жесткости пружины
| Амплитуда колебаний A, м |
Масса груза m, г |
Жесткость k, Н/м |
Число колебаний за 15 с n, c-1 |
Период колебаний Т, с |
| 0,03 |
100 |
2,5 |
12 |
0,083 |
| 0,03 |
100 |
6,2 |
19 |
0,053 |
| 0,03 |
100 |
10,5 |
23 |
0,043 |
| 0,03 |
100 |
13,3 |
29 |
0,034 |
| 0,03 |
100 |
31,3 |
34 |
0,029 |
Зависимость периода колебаний от амплитуды
| Жесткость, k, Н/м |
Масса груза, m, г |
Амплитуда колебаний, A, м |
Число колебаний за 15 с n, c-1 |
Период колебаний Т, с |
| 10,5 |
100 |
0,02 |
15 |
0,067 |
| 10,5 |
100 |
0,04 |
15 |
0,067 |
| 10,5 |
100 |
0,06 |
16 |
0,063 |
| 10,5 |
100 |
0,08 |
16 |
0,063 |
| 10,5 |
100 |
0,10 |
15 |
0,067 |
Зависимость периода колебаний от массы груза
| Амплитуда колебаний, A, м |
Жесткость, k, Н/м |
Масса груза, m, г |
Число колебаний за 15 с n, |
Период колебаний Т, с |
| 0,04 |
10,5 |
50 |
30 |
0,033 |
| 0,04 |
10,5 |
100 |
23 |
0,043 |
| 0,04 |
10,5 |
150 |
19 |
0,053 |
| 0,04 |
10,5 |
200 |
17 |
0,059 |
| 0,04 |
10,5 |
250 |
14 |
0,071 |
Вывод: Как зависит период колебаний от коэффициента жёсткости пружины и от массы тела?
