Описание экспериментальной установки

Установка состоит из штатива, трех закрепленных на нем кронштейнов. На одном из них закреплена вертикальная линейка. На двух других имеются крючки для подвески пружин. К нижнему концу исследуемой пружины подвешивается груз. Крючок для подвески груза снабжен указателем. При исследовании затухающих колебаний к грузу крепится диск, выполняющий роль демпфера.

Измерения и обработка результатов

Задание 1. Определение коэффициента упругости и периода собственных колебаний двух различных пружин и пружинных систем, полученных в результате их последовательного и параллельного соединения.

1. Укрепите исследуемую пружину 1 на кронштейне 4. К нижнему концу пружины закрепите крючок с указателем 7 и груз . По линейке 9 измерьте величину удлинения пружины.

2. Рассчитайте по формуле (9) коэффициент упругости исследуемой пружины.

3. Измерьте период собственных колебаний пружинного маятника, состоящего из пружины 1 и груза. Для этого приведите пружину в колебание и измерьте время, за которое маятник совершит 10 полных колебаний, затем повторите измерение для 20 колебаний и определить время. Опыт повторите 3 раза.

4. Вычислите период собственных колебаний по формулам:

,

а затем вычислите среднее значение периода .

5. Измерьте в соответствии с пунктами 1 и 2 коэффициенты упругости той же пружины 1 при нагружении ее последовательно двумя грузами и. Определите согласно пунктам 3 и 4 периоды колебаний маятников, полученных при подвешивании грузови.

6. Замените пружину 1 на пружину 2 и при грузе массой определите коэффициент упругости и период ее колебания в соответствии с пунктами 1 – 4.

7. Соедините 2 пружины последовательно и определите коэффициент упругости этой пружинной системы при подвешивании груза . Определите согласно пунктам 3 и 4 период колебаний получившегося пружинного маятника.

8. При последовательном соединении пружин , гдеи– коэффициенты упругости первой и второй пружины соответственно, k – коэффициент упругости пружинной системы. Проверить это выражение.

9. Соедините 2 пружины параллельно, подвесьте груз и определите согласно пунктам 1 и 2 коэффициент упругости пружинной системы, а согласно пунктам 3 и 4 определите период ее колебаний. При этом учтите массу платформы, соединяющей пружины.

10. При параллельном соединении пружин , гдеи- коэффициенты упругости первой и второй пружины соответственно, k – коэффициент упругости пружинной системы. Проверить это выражение.

11. Постройте график зависимости периода колебаний пружинной системы с одной из пружин от величины массы грузов при.

12. Результаты занесите в таблицу 1.

Таблица 1

	№	L1	L2	L	m1	m2	m3	k	n1	n2	T0
Пружина 1	1
	2
	3
пружина 2	1
	2
	3
Последовательное Соединение	1
	2
	3
Параллельное Соединение	1
	2
	3

Задание 2.Определение величины коэффициента затухания, логарифмического декремента затухания, коэффициента сопротивления для пружинного маятника с воздушным демпфером.

1. Соберите пружинную систему с большим периодом собственных колебаний. Для этого соедините 2 пружины последовательно, к нижнему концу пружинной системы подсоедините груз с демпфером.

2. Определите период Т собственных затухающих колебаний собранной системы. Измерения проводите по методике, изложенной в пунктах 3 и 4 задания 1.

3. Заметьте по линейке нулевое показание указателя, т.е. деление, которое отмечал указатель в состоянии равновесия собранной системы.

4. Отклоните груз от положения равновесия на х₀, затем отпустите его, одновременно включив секундомер. Начальная амплитуда колебаний будет равна х₀.

5. Снимите показание , за которое амплитуда колебаний уменьшится вN раз.

6. Упражнение 4 и 5 повторите 5 раз для различных х₀иN_.

7. Рассчитайте по формуле (15) логарифмический декремент затухания , по формулеопределите коэффициент трения, по формуле (5) – коэффициент затухания.

8. Вычислите абсолютную и относительную погрешности.

9. Результаты занесите в таблицу 2.

Таблица 2

№	m	х0	хn	N	t	n	T		r	
1
2
3
4
5
Среднее значение