Embedded Files
Лабораторная работа № 3
Лабораторная работа № 3
Цель работы: измерение жесткости пружины с помощью груза.
Приборы и принадлежности: набор грузов по механике, держатель со спиральной пружиной, штатив, линейка с миллиметровыми делениями, секундомер или часы с секундной стрелкой, весы, разновес.
Вывод расчетной формулы
Груз, подвешенный на пружине и выведенный из положения равновесия, совершает гармонические колебания под воздействием силы тяжести и силы упругости, действующих на груз. Собственная частота колебаний такого маятника определяется формулой:
Тогда:
Красным цветом выделены числовые данные, приведенные для примера. Необходимо внести экспериментальные данные, полученные вами.
Порядок выполнения работы.
Определите массу одного груза из набора грузов по механике 3 - 5 раз с помощью весов. Результаты измерения массы запишите в таблицу.
Отклоните груз вниз на расстояние, равное 2 см, отпустите его.
Измерьте 3- 5 раз время t, необходимое для совершения n=20 полных колебаний. Вычислите среднее значение времени. Результаты измерений времени и числа колебаний запишите в таблицу.
Вычислите среднее значение массы <m> груза и времени <t> для n полных колебаний. Результаты вычислений запишите в таблицу.
5. Вычислите период колебаний по формуле:
Результаты вычислений запишите в таблицу.
6. Вычислите среднее значение жесткости пружины <k>.
Результаты вычислений запишите в таблицу.
7. Рассчитайте абсолютную погрешность измерения массы груза.
Результаты вычисления запишите в таблицу.
8. Рассчитайте абсолютную погрешность измерения времени, за которое было совершено n колебаний груза:
Результаты вычисления запишите в таблицу.
9. Вычислите относительную погрешность измерения жёсткости пружины:
Результат вычисления запишите в таблицу
10. Вычислите абсолютную погрешность измерения жёсткости пружины:
Результат вычисления запишите в таблицу
11. Запишите значение жёсткости пружины и относительной погрешности её измерения в виде:
Контрольные вопросы.
По какому закону происходит колебание тела, подвешенного на пружине?
Колебания тела, подвешенного на пружине происходят по гармоническому закону
2. Зависит ли частота колебаний пружинного маятника от амплитуды колебаний?
Частота колебаний пружинного маятника не зависит от амплитуды колебаний
3. Каким был бы результат опыта в условиях невесомости?
Результат опыта в состоянии невесомости не изменится, так как период колебаний пружинного маятника не зависит от силы тяжести, колебания будут происходить в силу инертности тела, имеющего массу m.
Выводы
В лабораторной работе экспериментальным путем с использованием формулы Гюйгенса было получено значение периода колебаний пружинного маятника (Т = 1,09с) и вычислен коэффициент жесткости пружины маятника k = 3,325 Н/м с относительной погрешностью 37%
Суперзадание.
Как изменится период колебаний груза на пружине, если две пружины соединить последовательно? Параллельно? Ответ обоснуйте теоретически и проверьте экспериментально.
Google Sites
Report abuse