Massa på fjäder: Harmonisk svängning

1 · Förutsäg

Om du fördubblar massan som hänger på fjädern, fördubblas då svingningstiden?

• Svingningstiden fördubblas.
• Svingningstiden förblir densamma.
• Svingningstiden ökar, men mindre än fördubblad.

2 · Uppbyggnad

1. Öppna förinställningen Massa på fjäder i modulen Mekanik. En boll (pendelkroppen) hänger i en fjäder som är förankrad ovanför.
2. Lägg märke till hastighetsproben som redan sitter på pendelkroppen — den rapporterar pendelkroppens momentana fart under svängningen.
3. Ställ in för varje rad pendelkroppens massa och fjäderns styvhet, dra ner pendelkroppen något, släpp den och låt den svänga ut och stabilisera sig.

3 · Samla data

Rita svingningstiden T (s) mot massan m (kg) för dina tre försök. Är sambandet en rät linje? Prova i stället att rita T mot √m — vad lägger du märke till?

4 · Analysera

1. Beräkna med T = 2π√(m/k) svingningstiden för varje rad och jämför med värdet du tidtog i sandlådan.
2. Raderna 1 och 3 har massor i förhållandet 1:4. Med vilken faktor ändrade sig svingningstiden? Stämmer det med √4 = 2?

5 · Utvidga

1. Om du ökade fjäderkonstanten k i stället för massan, skulle svingningstiden öka eller minska? Skissa den trend du skulle förvänta dig.
2. Pendelkroppen hänger märkbart lägre under gravitationen (jämviktsförlängningen = mg/k), men gravitationen g finns inte med i T = 2π√(m/k). Förklara varför svingningstiden inte påverkas av gravitationen även om jämviktsläget gör det.

Fysiken bakom det här experimentet

← Tillbaka till experimentet

138 gratis utskrivbara labblad i fysik