Masė ant spyruoklės: harmoninis svyravimas

1 · Spėk

Jei padvigubinsi ant spyruoklės kabantį masę, ar svyravimo periodas pasidvigubins?

2 · Paruošk

  1. Atidaryk Masės ant spyruoklės eksperimentą Mechanikos modulyje. Rutulys (svambalas) kabo ant spyruoklės, pritvirtintos virš jo.
  2. Pastebėk greičio zondą, jau prikabintą prie svambalo — jis rodo svambalo akimirkinį greitį jam svyruojant.
  3. Kiekvienai eilutei nustatyk svambalo masę ir spyruoklės standumą, truputį patrauk svambalą žemyn, paleisk ir leisk jam svyruoti bei nusistovėti.

3 · Rink duomenis

Masė (kg)Standumo koeficientas (N/m)Periodas (s)Pusiausvyros ištempimas (m)
0.5030.00
1.0030.00
2.0030.00

Braižyk periodą T (s) prieš masę m (kg) savo trims bandymams. Ar ryšys tiesė? Pabandyk braižyti T prieš √m — ką pastebi?

4 · Analizuok

  1. Naudodamas T = 2π√(m/k) apskaičiuok periodą kiekvienai eilutei ir palygink su reikšme, kurią išmatavai smėliadėžėje.
  2. 1 ir 3 eilučių masės santykis 1:4. Kokiu daugikliu pasikeitė periodas? Ar tai atitinka √4 = 2?

5 · Išplėsk

  1. Jei vietoj masės didintum standumo koeficientą k, periodas didėtų ar mažėtų? Eskizuok tikėtiną tendenciją.
  2. Svambalas matomai kabo žemiau veikiamas gravitacijos (pusiausvyros ištempimas = mg/k), tačiau gravitacija g nesirodo T = 2π√(m/k). Paaiškink, kodėl periodas nepriklauso nuo gravitacijos, nors pusiausvyros padėtis priklauso.

Fizika už šio eksperimento

Spyruoklės periodas (HS)

Masei svyruojant ant idealios spyruoklės, periodas priklauso tik nuo masės ir standumo koeficiento — ne nuo amplitudės ar gravitacijos.

Kinetinė energija pusiausvyroje

Svambalo greitis didžiausias jam praeinant pro pusiausvyros tašką; skaityk tą pikinį greitį iš zondo, kad rastum jo kinetinę energiją ten.

← Grįžti prie eksperimento

Mechanika

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai