ばねにつるした質量：単振動

1 · 予測

ばねにつるす質量を2倍にすると、振動周期も2倍になりますか？

• 周期は2倍になります。
• 周期は変わりません。
• 周期は増えますが、2倍未満です。

2 · 準備

1. 力学モジュールで Mass-on-Spring プリセットを開きます。球が上方に固定されたばねからつるされています。
2. 球に付いた速度プローブは振動中の瞬間速度を示します。
3. 各行で質量とばね定数を設定し、少し引き下げて放し、振動を落ち着かせます。

3 · データ収集

3回の試行について周期 T (s) を質量 m (kg) に対してプロットします。直線ですか？T 対 √m も試して何が分かるか述べます。

4 · 分析

1. T = 2π√(m/k) を用いて各行の周期を計算し、sandbox で計測した値と比較します。
2. 1行目と3行目の質量比は1:4です。周期は何倍変わりましたか？√4 = 2 と一致しますか？

5 · 発展

1. 質量でなくばね定数 k を増やすと周期は増えるか減るか、予想する傾向をスケッチします。
2. 球は重力で低くつり下がります（平衡伸び = mg/k）が、T = 2π√(m/k) に g は現れません。平衡位置は変わるのに周期が重力の影響を受けない理由を説明します。

この実験の物理

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