Masa na vzmeti: preprosto harmonično gibanje

1 · Predvidi

Če podvojiš maso, ki visi na vzmeti, se nihajni čas podvoji?

2 · Pripravi

  1. Odpri prednastavitev Masa na vzmeti v modulu Mehanika. Žoga (teža) visi na vzmeti, zasidrani nad njo.
  2. Opazi sondo hitrosti, že pripeto na težo — poroča trenutno hitrost teže, medtem ko niha.
  3. Za vsako vrstico nastavi maso teže in togost vzmeti, povleci težo rahlo dol, spusti jo in pusti nihati ter se umiriti.

3 · Zberi podatke

Masa (kg)Konstanta vzmeti (N/m)Nihajni čas (s)Ravnovesno podaljšanje (m)
0.5030.00
1.0030.00
2.0030.00

Nariši nihajni čas T (s) proti masi m (kg) za svoje tri poskuse. Je razmerje premica? Preizkusi risanje T proti √m — kaj opaziš?

4 · Analiziraj

  1. Z T = 2π√(m/k) izračunaj nihajni čas za vsako vrstico in primerjaj z vrednostjo, ki si jo izmeril v peskovniku.
  2. Vrstici 1 in 3 imata masi v razmerju 1:4. Za kateri faktor se je nihajni čas spremenil? Ali se to ujema z √4 = 2?

5 · Razširi

  1. Če bi povečal konstanto vzmeti k namesto mase, bi nihajni čas narasel ali padel? Skiciraj trend, ki bi ga pričakoval.
  2. Teža vidno visi niže pod težnostjo (ravnovesno podaljšanje = mg/k), vendar se težnost g v T = 2π√(m/k) ne pojavi. Razloži, zakaj nihajni čas ni prizadet od težnosti, čeprav ravnovesni položaj je.

Fizika za tem poskusom

Nihajni čas vzmeti (harmonično nihanje)

Za maso, ki niha na idealni vzmeti, je nihajni čas odvisen samo od mase in konstante vzmeti — ne od amplitude in ne od težnosti.

Kinetična energija v ravnovesju

Hitrost teže je največja, ko gre skozi ravnovesno točko; odčitaj to vrhovno hitrost s sonde in izračunaj njeno kinetično energijo tam.

← Nazaj na poskus

Mehanika

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov