Μάζα σε ελατήριο: Απλή αρμονική κίνηση

1 · Πρόβλεψε

Αν διπλασίασεις τη μάζα που κρέμεται στο ελατήριο, διπλασιάζεται η περίοδος ταλάντωσης;

• Η περίοδος διπλασιάζεται.
• Η περίοδος μένει ίδια.
• Η περίοδος μεγαλώνει, αλλά κατά λιγότερο από διπλάσια.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή Μάζα σε ελατήριο στην ενότητα Μηχανική. Μια μπάλα (το σφαιρίδιο) κρέμεται από ελατήριο αγκυρωμένο πάνω της.
2. Σημείωσε τον αισθητήρα ταχύτητας ήδη συνδεδεμένο στο σφαιρίδιο — αναφέρει τη στιγμιαία ταχύτητα του σφαιριδίου καθώς ταλαντώνεται.
3. Για κάθε γραμμή, ρύθμισε τη μάζα του σφαιριδίου και τη δυσκαμψία του ελατηρίου, τράβα το σφαιρίδιο ελαφρώς προς τα κάτω, άσε το, και άσε το να ταλαντωθεί και να σταθεροποιηθεί.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χάραξε την περίοδο T (s) έναντι της μάζας m (kg) για τις τρεις δοκιμές σου. Είναι η σχέση ευθεία γραμμή; Δοκίμασε να χαράξεις το T έναντι √m αντί — τι παρατηρείς;

4 · Ανάλυση

1. Χρησιμοποιώντας T = 2π√(m/k), υπολόγισε την περίοδο για κάθε γραμμή και σύγκρινέ την με την τιμή που χρονόμετρησες στο sandbox.
2. Οι γραμμές 1 και 3 έχουν μάζες σε αναλογία 1:4. Κατά ποιον παράγοντα άλλαξε η περίοδος; Ταιριάζει αυτό με √4 = 2;

5 · Επέκταση

1. Αν αύξανες τη σταθερά ελατηρίου k αντί για τη μάζα, θα μεγάλωνε ή θα μικραίνει η περίοδος; Σκίτσαρε την τάση που θα περίμενες.
2. Το σφαιρίδιο κρέμεται ορατά χαμηλότερα υπό βαρύτητα (ισορροπική έκταση = mg/k), και όμως η βαρύτητα g δεν εμφανίζεται στο T = 2π√(m/k). Εξήγησε γιατί η περίοδος δεν επηρεάζεται από τη βαρύτητα παρότι η θέση ισορροπίας επηρεάζεται.

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής