Masse på fjeder: Harmonisk svingning

1 · Forudsig

Hvis du fordobler massen, der hænger på fjederen, fordobles svingningstiden så?

• Svingningstiden fordobles.
• Svingningstiden forbliver den samme.
• Svingningstiden stiger, men mindre end det dobbelte.

2 · Opsætning

1. Åbn forudstillingen Masse på fjeder i Mekanik-modulet. En kugle (loddet) hænger i en fjeder, der er forankret oven over.
2. Bemærk fartmåleren, der allerede sidder på loddet — den angiver loddets momentane fart, mens det svinger.
3. Indstil for hver række loddets masse og fjederens fjederkonstant, træk loddet let ned, slip det, og lad det svinge og falde til ro.

3 · Saml data

Tegn grafen for svingningstid T (s) mod masse m (kg) for dine tre forsøg. Er sammenhængen en ret linje? Prøv i stedet at tegne T mod √m — hvad lægger du mærke til?

4 · Analysér

1. Brug T = 2π√(m/k) til at beregne svingningstiden for hver række, og sammenlign med den tid, du målte i sandkassen.
2. Række 1 og 3 har masser i forholdet 1:4. Med hvilken faktor ændrede svingningstiden sig? Stemmer det med √4 = 2?

5 · Udvid

1. Hvis du i stedet øgede fjederkonstanten k frem for massen, ville svingningstiden så stige eller falde? Skitsér den tendens, du ville forvente.
2. Loddet hænger synligt lavere på grund af tyngdekraften (ligevægtsudstrækning = mg/k), men g optræder ikke i T = 2π√(m/k). Forklar, hvorfor svingningstiden ikke påvirkes af tyngdekraften, selvom ligevægtspunktet gør.

Fysikken bag dette eksperiment

← Tilbage til eksperimentet

138 gratis printbare fysik-labark