Сьогодні о 18:00
Кабінет психолога:
«
Здатність до саморегуляції – основа духовного розвитку. Нові інструменти й підходи
»
Взяти участь Всі події

Лабораторна робота: Дослідження коливань пружинного маятника

Фізика

Для кого: 11 Клас

10.02.2021

1409

51

0

Опис документу:
Матеріал містить детальний опис лабораторної роботи "Дослідження коливань пружинного маятника" (11 клас): тема, мета, обладнання, теоретичні відомості, порядок виконання роботи та контрольні питання. Матеріал може бути використаний як роздавальний матеріал для учнів.
Перегляд
матеріалу
Отримати код

Дослідження коливань пружинного маятника

Мета: експериментально визначити період коливань пружинного маятника, перевірити залежність періоду коливань пружинного маятника від амплітуди коливань, маси вантажу та коефіцієнта жорсткості пружини.

Обладнання: дві пружини різної жорсткості, два тіла різної маси, секундомір, штатив з муфтою, лінійка.

Теоретичні відомості

Пружинний маятник – це коливальна система, в якій коливання відбуваються під дією сили пружності.

Період вільних коливань пружинного маятника визначається за формулою:

(1)

де m – маса тіла, k – жорсткість пружини.

З іншого боку період коливання це час, за який тіло здійснить одне повне коливання (повернеться в початковий стан), тоді період можна визначити за формулою:

(2)

де t – час коливань, N – кількість коливань за час t.

Щоб визначити жорсткість пружини, можна скористатися формулою (1):

(3)

Період коливань можна визначити експериментально за допомогою формули (2).

Виконання роботи:

1. Дослідження залежності періода коливання пружинного маятника від амплітуди:

1.1. Відхилити маятник на відстань 2-3 см від положення рівноваги і відпустити його.

1.2. Виміряти час t, за який маятник виконає N коливань. За формулою (2) визначити період коливань.

1.3. Повторити експеримент, збільшивши амплітуду коливань. Результати досліджень записати в таблицю 1.

Номер досліду

Амплітуда коливань

А, см

Число коливань

N

Час коливань

t, с

Період коливань

Т, с

2. Дослідження залежності періода коливання пружинного маятника від його маси:

2.1. Перенести із табл. 1 до табл. 2 результат досліду №1 (перший рядок) та записати масу груза.

2.2. Підвісити до пружини вантаж іншої маси. Відхилити маятник від положення рівноваги і відпустити його. Виміряти час t, за який маятник виконає N коливань. За формулою (2) визначити період коливань.

2.3. Повторити експеримент, збільшивши масу вантажу. Результати досліджень записати в таблицю 2.

Номер досліду

Маса тіла

m, кг

Число коливань

N

Час коливань

t, с

Період коливань

Т, с

3. Дослідження залежності періода коливання пружинного маятника від жорсткості пружини:

3.1. Перенести із табл. 1 до табл. 3 результат досліду №1 (перший рядок). За формулою (3) визначити коефіцієнт жорсткості пружини. Результат записати в таблицю.

3.2. Замінити пружину на пружину іншої жорсткості. Відхилити маятник від положення рівноваги і відпустити його. Виміряти час t, за який маятник виконає N коливань. За формулою (2) визначити період коливань. За формулою (3) визначити коефіцієнт жорсткості пружини. Результат записати в таблицю.

3.3. Повторити експеримент, змінивши жорсткість пружини. Результати досліджень записати в таблицю 3.

Номер досліду

Жорсткість пружини

k, Н/м

Число коливань

N

Час коливань

t, с

Період коливань

Т, с

4. Додаткове завдання.

Побудувати графіки залежності періода коливань пружинного маятника від коефіцієнта жорсткості пружини та маси вантажу.

5. На підставі виконаних дослідів зробіть висновок про характер залежності періоду коливань пружинного маятника від жорсткості пружини та маси вантажу.

Контрольні питання:

1. Що називають коливальним рухом?

2. Які коливання називають гармонійними?

3.Які коливання називають вільними? Які умови необхідні для виникнення вільних коливань?

4. Що називають коливальною системою?

5. Чи залежить період коливань пружинного маятника від амплитуди його коливань? Відповідь обґрунтуйте.

6. Чи буде працювати в космосі годинник з пружинним маятником?

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу.