Ход работы.

I опыт. Исследованиезависимости периода колебаний пружинного маятника от массы груза

Закрепим пружину с держателем в лапке штатива и подвесим к ней груз массой 100 г. Рядом с грузом укрепим вертикально измерительную линейку и отметим начальное положение груза.

Подвесим к пружине еще 2 груза массой по 100 г и измерим ее удлинение ΔХ, вызванное действием силы тяжести. По измеренному удлинению ΔХ и известной силе F=mg=2Н вычислим жесткость пружины. (все вычисл в конце табл)

Зная жесткость пружины, вычисляем период Т теор пружинного маятника массой 100, 200 и 300 г. по формуле .

Оставим на пружине груз массой 100 г, выведем пружинный маятник из положения равновесия, сместив его на 5-7 см вниз, и экспериментально определим период Тпр колебаний маятника. Для этого измерим интервал времени Δt, за который маятник совершает 20 полных колебаний, и произведем расчет по формуле Т пр= t/ N, где N – число колебаний.

Такие же измерения и вычисления выполним с маятником массой 200 и 300 г.

Вычислим погрешность расчетного значения собственной частоты Т теор колебаний пружинного маятника от частоты Т пр, полученной экспериментально по формуле:

ε= (Т пр ср – Т теор)/Тпр ср * 100%

1. Результаты измерений занесем в таблицу:

№	m, кг	N	t, с	Δt cр, с	T практ = Δt/ N, с	T пр cp, с	Т теор	k, Н/м	ε, %
1.	0,1				0,35	0,35	0,34	33,3	2,8
2.	0,2		10,2	10,2	0,51	0,51	0,5	33,3	1,9
10,1
10,3
3.	0,3		12,1	12,18	0,61	0,61	0,6	33,3	1,64
12,2
12,2

1. Вычисления: k= F/х=2/0,06=33,3 Н/м Т_{1 пр}= Т_{2 пр}= …Т теор

Вывод: выполнив эту работу, я убедилась, что зависимость периода колебаний пружинного маятника от массы груза прямая

II опыт. Исследованиезависимости периода колебаний пружинного маятника от жесткости пружины.

Меняем пружину, вычисляем ее жесткость (как в предыдущем опыте).

Зная жесткость пружины, вычисляем период пружинного маятника массой 200 г. по формуле . Это Т теор.

Оставим на пружине груз массой 200 г, выведем пружинный маятник из положения равновесия, сместив его на 5-7 см вниз, и экспериментально определим период Тпр колебаний маятника по формуле Т пр= t/ N.

Такие же измерения и вычисления выполним с пружинами другой жесткости (2,3,4 шаги)

Вычислим погрешность расчетного значения собственной частоты Т теор колебаний пружинного маятника от частоты Т пр, полученной экспериментально по формуле:

ε= (Т пр – Т теор)/Тпр * 100%

7. Результаты измерений занесем в таблицу:

 

№	m, кг	N	Δt, с	T практ = t/ N, с	Т теор = , с	k, Н/м	ε
1.	0,2			0,5	0,49	33,3
2.	11,6	0,58	0,56
3.		0,85	0,81

 

Вычисления Т_{1 пр}= Т_{2 пр}= … Т _теор

Вывод: зависимость периода колебаний пружинного маятника от жесткости пружины обратно пропорциональная Т² ̃ 1/k.

Вывод: во время лабораторной работы я исследовала, от каких величин зависит период колебаний пружинного маятника. Я пришла к выводу, что период зависит от массы, причем зависимость прямо пропорциональная Т² ̃ m, и от жесткости пружины – зависимость обратно пропорциональная Т² ̃ 1/ k. Например, увеличив массу в 4 раза, период колебаний увеличится в 2 раза; увеличив жесткость пружины в 4 раза, период колебаний уменьшится в 2 раза. В моей работе присутствует небольшая погрешность, т.к. я могла не вовремя включить или выключить, т.е. причина погрешности – человеческий фактор.