Задание 2. Определение коэффициента упругости пружины пружинного маятника

1. Начертить таблицу 6.2 для занесения результатов измерений и расчетов.

Таблица 6.2

Определение периода колебаний пружинного маятника

№ опыта	Масса грузов m1 = … кг				Масса грузов m2 = … кг
	Количество полных колебаний N	Время N полных колебаний t1, с	Период колебаний Т1, с	Абсолютная погрешность измерения периода колебаний T1, с	Количество полных колебаний N	Время N полных колебаний t2, с	Период колебаний Т2, с	Абсолютная погрешность измерения периода колебаний T2, с
1
2
3
4
5
Среднее значение					Среднее значение

2. Подвесить к пружине маятника несколько грузов известной массы. Значение массы m₁ повешенных грузов занести в таблицу.

3. Заставить маятник совершать колебания малой амплитуды. Измерить секундомером время 20-30 полных колебаний маятника и вычислить его период колебаний: .

4. Измерения периода колебаний маятника повторить еще 4 раза для данной массы грузов.

5. Вычислить среднее значение периода колебаний пружинного маятника и его абсолютную погрешность аналогично заданию 1.

6. Изменить массу маятника, подвесив дополнительно или убрав с пружины несколько грузов. Записать новое значение массы грузов m₂ в таблицу и снова определить период колебания маятника и его абсолютную погрешность.

7. Вычислить значение коэффициента упругости пружины маятника по формуле , где , – средние значения периода колебаний маятника соответственно при массе подвешенных грузов m₁ и m₂.

8. Вычислить относительную погрешность измерения коэффициента упругости пружины по формуле: , в которой принять , 1 г на 100 г массы груза. Абсолютную погрешность вычислить по формуле: .

9. Записать окончательный результат измерения в виде и сформулировать вывод работы.

3. Вопросы для самоконтроля

1. Что такое колебания? Какие колебания называют свободными, гармоническими?

2. Запишите дифференциальное уравнение гармонических колебаний и его решение. Изобразите график гармонических колебаний.

3. Дайте определение и раскройте физический смысл следующих понятий: амплитуда, период, частота, циклическая частота, фаза колебаний.

4. Дайте определения пружинного, математического и физического маятников и запишите формулы для нахождения периодов колебаний этих маятников.

5. Выведите и поясните формулы периодов свободных колебаний пружинного, математического и физического маятников.

6. Чем отличаются математический и физический маятники? Что такое приведенная длина физического маятника?

7. Какую длину имеет секундный математический маятник?

8. Как измениться период колебаний математического и пружинного маятников, если …

а) их перенести с экватора Земли на ее полюс;

б) их перенести с Земли на Луну?