4. Порядок выполнения лабораторной работы

I. Определение коэффициента жесткости пружины k по удлинению пружины

1. Подвесим к концу пружины держатель

2. Пользуясь зеркальной шкалой, заметим начальное положение держателя l₀ (отсчет сделаем таким образом, чтобы нижняя грань держателя совпала с его зеркальным изображением) и запишем данные отсчета в таблицу 1.

3. Постепенно нагружаем держатель грузами, записывая положение нижней грани держателя l₁ для каждого значения растягивающей силы, соответствующей общей массе m грузов (масса держателя в m не входит).

4. Нагрузив держатель всеми грузами, начинаем их по одному снимать, записывая в таблицу в обратном порядке снизу-вверх соответствующее положение нижней грани держателя l₂ для каждого значения m.

5. Вычисляем среднее арифметическое величин l₁ и l₂ для каждой массы

l_ср  .

6. Вычислим удлинение пружины для каждого значения массы грузов вычитая l₀ из соответствующего l_ср

Δl  l_ср – l₀.

7. Построим проходящий через начало координат график зависимости удлинения пружины Δl от массы m

По нему определим коэффициент жесткости пружины k  , взяв значения m и Δl для любой точки усредненной прямой.

II. Определение коэффициента жёсткости k пружины по зависимости периода собственных колебаний пружинного маятника от массы груза

1. Поместим на держатель груз. Значение массы груза с держателем и результаты последующих измерений занесём в таблицу 2. Измерим секундомером время 10 полных колебаний маятника. Опыт повторим не менее 4 раз. Находим среднее значение времени t_ср 10 полных колебаний и среднее значение периода колебаний Т_ср , где n  10, при расчетах оставляя на одну значащую цифру больше, чем в результатах наблюдений.

2. Подобные измерения проведём для различных значений грузов.

III. Определение коэффициента жесткости пружины методом колебаний

1. По результатам проведенных измерений построим проходящий через начало координат график зависимости квадрата периода колебаний Т² от массы m, предварительно рассчитав Т_ср² для каждого значения m. Выбрав одну из полученных в эксперименте точек, лежащую на усредненной прямой, рассчитаем коэффициент жесткости пружины по формуле

k_ср  4² .

4. Таблицы и графики¹.

Таблица 1

№ п/п	l0, м	m, кг	l1, м	l2, м	lср, м	Δl, м	k ± Δk, Н/м
1
2
3
4

График зависимости удлинения пружины Δl от массы m

k  ,

Таблица 2

№ п/п	Масса груза с держателем m, кг	Время 10 полных колебаний				tср, с	Тср, с	Тср2, с2	k ± Δk, Н/м
		t1, с	t2, с	t3, с	t4, с
1
2
3
4

График зависимости квадрата периода колебаний Т² от массы m,

k_ср  4² .