Khối lượng của lò xo: Chuyển động điều hòa đơn giản

1 · Dự đoán

Nếu bạn tăng gấp đôi khối lượng TREO trên lò xo thì chu kỳ dao động có tăng gấp đôi không?

Chu kỳ tăng gấp đôi.
Thời gian vẫn giữ nguyên.
Thời gian tăng lên, nhưng ít hơn gấp đôi.

2 · Thiết lập

Một quả bóng (quả lắc) treo vào một lò xo neo phía trên nó.
Lưu ý rằng đầu dò tốc độ đã được gắn vào quả lắc - nó báo cáo tốc độ tức thời của quả lắc khi nó dao động.
Đối với mỗi hàng, đặt khối lượng của quả lắc và độ cứng của lò xo, kéo nhẹ quả lắc xuống, thả nó ra và để nó dao động rồi lắng xuống.

3 · Thu thập dữ liệu

Khối lượng (kg)	Hằng số lò xo (N/m)	Chu kỳ (s)	Độ giãn cân bằng (m)
0.50	30.00
1.00	30.00
2.00	30.00

Vẽ đồ thị chu kỳ T (s) theo khối lượng m (kg) của ba lần thử. Mối quan hệ có phải là một đường thẳng? Thay vào đó, hãy thử vẽ đồ thị T theo √m - bạn nhận thấy điều gì?

4 · Phân tích

Sử dụng T = 2 π√(m/k), tính toán khoảng thời gian cho mỗi hàng và so sánh nó với giá trị bạn đã tính giờ trong hộp cát.
Các hàng 1 và 3 có khối lượng theo tỷ lệ 1 : 4. Chu kỳ đó thay đổi bởi yếu tố nào? Cái đó có khớp với √4 = 2 không?

5 · Gia hạn

Nếu bạn tăng hằng số lò xo k thay vì khối lượng thì chu kỳ sẽ tăng hay giảm? Phác thảo xu hướng mà bạn mong đợi.
...(độ giãn cân bằng = mg/k)...

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

Chu kỳ lò xo (SHM)

Đối với một khối lượng dao động trên một lò xo lý tưởng, chu kỳ chỉ phụ thuộc vào khối lượng và hằng số lò xo - không phụ thuộc vào biên độ hay trọng lực.

Động năng ở trạng thái cân bằng

Vận tốc của quả lắc lớn nhất khi nó đi qua điểm cân bằng; đọc tốc độ cực đại đó ra khỏi đầu dò để tìm động năng của nó ở đó.

← Quay lại thử nghiệm

Cơ học

138 Phiếu Bài Tập Thí Nghiệm Vật Lý Miễn Phí Có Thể In