Massa jousessa: tasainen värähtelyliike

1 · Ennusta

Jos kaksinkertaistat joukseen roikkuvan massan, kaksinkertaistuuko värähtelyn jaksonaika?

• Jaksonaika kaksinkertaistuu.
• Jaksonaika pysyy samana.
• Jaksonaika kasvaa, mutta vähemmän kuin kaksinkertaiseksi.

2 · Kokoa

1. Avaa Massa jousessa -esiasetuksen mekaniikkamoduulissa. Pallo (kuula) roikkuu sen yläpuolelle ankkuroituneesta jouesta.
2. Kirjaa kuulaan jo kiinnitetty nopeusanturi – se raportoi kuulan hetkellisen nopeuden sen värähtiessä.
3. Jokaiselle riville aseta kuulan massa ja jousen jousivakio, vedä kuulaa hieman alas, vapauta se ja anna sen värähdellä ja asettua.

3 · Kerää data

Kuvaa jaksonaika T (s) massaa m (kg) vasten kolmelle suorituksellesi. Onko suhde suora viiva? Kokeile kuvata T arvoa √m vasten sen sijaan – mitä huomaat?

4 · Analysoi

1. Käyttäen kaavaa T = 2π√(m/k) laske jaksonaika jokaiselle riville ja vertaa sitä hiekkalaatikossa ajoittamaasi arvoon.
2. Rivien 1 ja 3 massat ovat suhteessa 1:4. Kuinka monella kertoimella jaksonaika muuttui? Vastaako se arvoa √4 = 2?

5 · Laajenna

1. Jos lisäisit jousivakiota k massan sijaan, kasvaisiko vai laskisiko jaksonaika? Hahmottele odottamasi trendi.
2. Kuula roikkuu näkyvästi alempana painovoiman vaikutuksesta (tasapainovenymä = mg/k), silti painovoima g ei ilmesty kaavaan T = 2π√(m/k). Selitä, miksi jaksonaika ei riipu painovoimasta, vaikka tasapainoasento riippuu.

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia