117 / 117
.DOCЦель работы: экспериментальное определение периода свободных колебаний тела, подвешенного на пружине и сравнение полученного на опыте значения периода со значением, вычисленного по формуле, известной из курса средней школы: T-период колебаний, m-масса груза, k-жёсткость пружины.)
Приборы и оборудование:
1. стойка с тремя установочными болтами
2. зеркальная шкала
3. пружина АВ
4. подвес N массой 50,0±0,5г.
5. грузы
Ход работы:
1. собрать установку
2. определить жёсткость пружины
3. проверка формулы для периода собственных колебаний на упругой пружине
Определение жёсткости пружины:
L1 ,L2 -измеряют непосредственно, Lср=(L1+L2)/2; l - удлинение, 1-погрешность, k -жёсткость пружины, k=mg/l
№
|
m, г |
L1, см |
L2, см |
Lср, см |
l, см |
l, см |
k, Н/м |
k, Н/м |
k2 |
1 |
0 |
4,2 |
4,3 |
4,25 |
|
|
|
|
|
2 |
50 |
4,7 |
4,7 |
4,7 |
0,45 |
-1,17 |
|
|
|
3 |
100 |
5,9 |
5,9 |
5,9 |
1,2 |
-0,45 |
|
|
|
4 |
150 |
7,7 |
7,8 |
7,75 |
1,85 |
0,23 |
23 |
-1 |
1 |
5 |
200 |
9,9 |
10 |
9,95 |
2,2 |
0,58 |
24 |
0 |
0 |
6 |
250 |
12,3 |
12,4 |
12,35 |
2,4 |
0,78 |
25 |
1 |
1 |
Среднее значение
|
1,62 |
|
24 |
|
kкв = 0,6 |
k=240,6, H/м
Т=0,758, с (для массы = 350, г)
Проверка формулы для периода собственных колебаний тела на упругой пружине:
m=350 г.
Число колеб. n
|
t, c |
Tоп=t/n, c |
Tоп, c |
10 |
7,602 |
0,7602 |
0,00212 |
10 |
7,559 |
0,7559 |
0,00218 |
10 |
7,625 |
0,7625 |
0,00442 |
10 |
7,547 |
0,7547 |
0,00338 |
10 |
7,571 |
0,7571 |
0,00098 |
Среднее значение: |
0,758 |
Ткв = 0,0028 |
Окончательный результат: Топ=0,7580,0028, с
Период вычесленый по формуле и экспериментально совпали.
Т.к. Жесткость пружины численно равна tg, где угол наклона прямой к оси абсцисс.