Masa na opruzi: jednostavno harmoničko gibanje

1 · Predviđanje

Ako udvostručiš masu koja visi na opruzi, udvostručuje li se period titranja?

2 · Postava

  1. Otvori postav Masa na opruzi u modulu Mehanika. Loptica (uteg) visi s opruge usidrene iznad nje.
  2. Zabilježi sondu brzine već pričvršćenu na uteg — javlja trenutačnu brzinu utega dok titra.
  3. Za svaki redak postavi masu utega i krutost opruge, povuci uteg malo dolje, pusti ga i neka titra i smiri se.

3 · Prikupljanje podataka

Masa (kg)Konstanta opruge (N/m)Period (s)Ekstenzija ravnoteže (m)
0.5030.00
1.0030.00
2.0030.00

Nacrtaj period T (s) naspram mase m (kg) za svoja tri pokušaja. Je li odnos pravac? Probaj nacrtati T naspram √m — što primjećuješ?

4 · Analiza

  1. Koristeći T = 2π√(m/k), izračunaj period za svaki redak i usporedi s vrijednošću koju si izmjerio u sandboxu.
  2. Retci 1 i 3 imaju mase u omjeru 1:4. Za koji faktor se promijenio period? Odgovara li tome √4 = 2?

5 · Proširenje

  1. Ako bi povećao konstantu opruge k umjesto mase, bi li period rastao ili opadao? Skiciraj trend koji očekuješ.
  2. Uteg vidljivo visi niže pod gravitacijom (ekstenzija ravnoteže = mg/k), a ipak se gravitacija g ne pojavljuje u T = 2π√(m/k). Objasni zašto period nije pogođen gravitacijom iako je položaj ravnoteže.

Fizika iza ovog pokusa

Period opruge (harmoničko titranje)

Za masu koja titra na idealnoj opruzi, period ovisi samo o masi i konstanti opruge — ne o amplitudi ni gravitaciji.

Kinetička energija u ravnoteži

Brzina utega najveća je pri prolasku kroz točku ravnoteže; očitaj tu vršnu brzinu sa sonde za pronalaženje kinetičke energije tamo.

← Natrag na pokus

Mehanika

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis