Masă pe arc: mișcare armonică simplă

1 · Prezice

Dacă dublezi masa atârnată de arc, se dublează perioada de oscilație?

2 · Montaj

  1. Deschide presetarea Masă pe arc în modulul Mecanică. O bilă (bobul) atârnă de un arc ancorat deasupra ei.
  2. Notează sonda de viteză deja atașată bobului — raportează viteza instantanee a bobului în timp ce oscilează.
  3. Pentru fiecare rând, setează masa bobului și constanta de elasticitate a arcului, trage bobul puțin în jos, eliberează-l și lasă-l să oscileze și să se așeze.

3 · Colectează date

Masă (kg)Constanta de elasticitate (N/m)Perioadă (s)Prelungirea de echilibru (m)
0.5030.00
1.0030.00
2.0030.00

Grafic cu perioada T (s) în funcție de masa m (kg) pentru cele trei încercări. Relația este o dreaptă? Încearcă să plotezi T în funcție de √m — ce observi?

4 · Analizează

  1. Folosind T = 2π√(m/k), calculează perioada pentru fiecare rând și compar-o cu valoarea cronometrată în sandbox.
  2. Rândurile 1 și 3 au mase în raport 1:4. Cu ce factor s-a schimbat perioada? Corespunde asta lui √4 = 2?

5 · Extinde

  1. Dacă ai mări constanta arcului k în locul masei, perioada ar crește sau ar scădea? Schițează tendința pe care ți-ai aștepta-o.
  2. Bobul atârnă vizibil mai jos sub gravitație (prelungirea de echilibru = mg/k), dar gravitația g nu apare în T = 2π√(m/k). Explică de ce perioada nu este afectată de gravitație, deși poziția de echilibru este.

Fizica din spatele acestui experiment

Perioada arcului (MAS)

Pentru o masă care oscilează pe un arc ideal, perioada depinde doar de masă și constanta arcului — nu de amplitudine și nici de gravitație.

Energia cinetică la echilibru

Viteza bobului este maximă când trece prin punctul de echilibru; citește acea viteză de vârf de pe sondă pentru a-i afla energia cinetică acolo.

← Înapoi la experiment

Mecanică

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit