Лабораторная работа №7 «Определение частоты и периода колебаний пружинного маятника»». Цель работы: сравнить периоды и частоты колебаний пружинного маятника, полученные…
Лабораторная работа №7 «Определение частоты и периода колебаний пружинного маятника»». Цель работы: сравнить периоды и частоты колебаний пружинного маятника, полученные теоретически и экспериментально. Приборы и материалы: пружина из лабораторного набора пружин с различной жесткостью. штатив лабораторный, грузы с крючками из лабораторного набора грузов, секундоме линейка ученическая. Ход работы 1) Установку собирают по рис. (1 штатив, 2 груз. 3 держатель, 4- линейка). 2) Установить середину линейки на уровне крючка груза. 3) Отвести груз от положения равновесия на 2-3 см и отпустить ero. 4) Измерить время 10 колебаний. 5) Определите жесткость пружины в каждом случае, используя формулу k=mg/∆, где ∆=1-00. 6) Определить период колебаний пружинного маятника по формуле: Т= 2П√м/к и частоту колебаний по формуле Y = √k/m 2П 7) Определить период и частоту колебаний пружинного маятника по формуле: N/t и Y=UN 8). Прикрепляя к пружине грузы разной массы, определите период колебаний маятника в каждом случае, измерив время 10 колебаний. 9). Покажите, что период колебаний пружинного маятника зависит от жесткости пружины. Для этого подвешивайте пружины разной жесткости с одним грузом, измеряя время 10 колебаний(п.4 и5 в таблице) 10). Для каждого опыта вычислите период колебаний по формулам Т=1/N 11) Сравните полученные результаты и сделайте вывод о проделанной работе. 12) Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу. eeeeee Ne м, кг k, H/M N t, c Т, с v, Гц Т.с v Гц 1 0.1 10 2 0,2 3 0.3 4 0,1 5 0,1 13). Постройте график зависимости периода колебаний от массы маятника. 14). Сделайте соответствующие выводы.
Лабораторная работа №7
Тема: Определение частоты и периода колебаний пружинного маятника
Цель: Сравнить периоды и частоты колебаний пружинного маятника, полученные теоретически и экспериментально.
Приборы и материалы:
- Пружина из лабораторного набора пружин с различной жесткостью.
- Штатив лабораторный.
- Грузы с крючками из лабораторного набора грузов.
- Секундомер.
- Линейка ученическая.
Ход работы:
Сбор установки: Установите штатив, прикрепите пружину, затем разместите грузы и линейку (а также держатель). Обычно в лабораторных работах приводят схемы установки, поэтому убедитесь, что все элементы правильно расположены.
Установка линейки: Установите середину линейки на уровне крючка груза, чтобы легко измерять отклонения.
Проведение эксперимента:
- Отведите груз от положения равновесия на 2-3 см и отпустите его, чтобы начать колебания.
- Используя секундомер, измерьте время 10 колебаний.
Вычисление жесткости пружины:
- Определите жесткость пружины с помощью формулы: \[ k = \frac{mg}{\Delta} \] где \( \Delta \) - изменение длины пружины.
Вычисление периода и частоты:
- Определите период колебаний по формуле: \[ T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}} \]
- Частоту колебаний вычислите по формуле: \[ v = \frac{1}{T} = \frac{\sqrt{k}}{2\pi \sqrt{m}} \]
Повторение для разных масс: Прикрепляйте к пружине грузы разной массы и повторяйте измерения времени 10 колебаний. Запишите результаты.
Изучение влияния жесткости пружины:
- Для каждого груза проведите опыт с разными пружинами (разной жесткости). Измеряйте время 10 колебаний и повторяйте вычисления.
Выводы по периодам колебаний: Вычисляйте период колебаний по формуле: \[ T = \frac{t}{N} \] где \( t \) - время для 10 колебаний, \( N \) - количество колебаний.
Сравнение результатов: Соберите полученные результаты в таблицу.
Заполнение таблицы с результатами:
| Номер груза (Н) | Масса, м (кг) | Жесткость, k (Н/м) | Время (t, с) | Кол-во колебаний (N) | Период (T, с) | Частота (v, Гц) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.1 | 10 | ||||
| 2 | 0.2 | 20 | ||||
| 3 | 0.3 | 30 | ||||
| ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... |
График зависимости:
- Постройте график зависимости периода колебаний \( T \) от массы маятника \( m \). Используйте ось X для массы, а ось Y для периода.
Выводы:
- Посмотрите на полученные графики и зависимости, чтобы оценить, как изменяется период колебаний в зависимости от увеличения массы и жесткости пружины.
- Обсудите влияние жесткости пружины на период колебаний. Согласно теории, увеличение жесткости должно приводить к уменьшению периода колебаний.
- Анализируйте возможные источники ошибок в эксперименте и возможности улучшения методики.
Обязательно отразите все выводы в отчетной документации.
