Лабораторная работа &quot;ИЗУЧЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ ПРУЖИНГОГО МАЯТНИКА&quot;

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 определить жесткость k пружины, применяемой в лабораторной установке, Массу т груза и вычислить собственную частоту

колебаний маятника. Затем, подвесив груз массой т на 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.

№ опыта

F,

Н

,

м

,

Н/м

т,

кг

, с-1

,

с

, с-1

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. Подвесьте к пружине два груза по 100 г и измерьте ее удлинение

, вызванное действием силы F≈2H. По измеренному удлинению

и известной силе F вычислите 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

где п — 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.