Содержание и метод выполнения работы

Груз, подвешенный на стальной пружине и выведенный из положения равновесия, совершает под действием сил тяжести и упругости гармонические колебания. Собственная частота колебаний такого пружинного маятника определяется по формуле:.

Задача данной работы заключается в том, чтобы экспериментально проверить полученную теоретически закономерность. Для решения этой задачи сначала необходимо определить жесткость пружины, применяемой в лабораторной установке, массу груза и вычислить собственную частоту и период колебаний маятника. Затем, подвесив груз на пружину, экспериментально проверить полученный теоретически результат.

Порядок выполнения работы

1.Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений

№ опыта	F,Н	,м	к, Н/м	m, кг	, Гц	, с	, Гц
1		0.02		0.1
2		0.06		02

2. Укрепите пружину с держателем в лапке штатива и подвесьте к ней груз массой 100г. Рядом с грузом укрепите вертикально измерительную линейку и отмерьте начальное положение груза.

3. Вычистите силу тяжести

4. Подвесьте к пружине ещё два груза массой по 100 г. и измерьте её удлинение, вызванное действием силы. По измеренному удлинению и известной силе вычислите жесткость пружины.

5. Зная жесткость пружины, вычислите собственную частоту колебаний и период пружинного маятника массой 200 г и 100 г.

Контрольные вопросы

1. По какому закону происходит колебание тела, подвешенного на пружине?

2. Зависит ли частота колебаний пружинного маятника от амплитуды

колебаний?

3. Каким был бы результат опыта в условиях невесомости?

Работа3
Определение площади комнаты с помощью математического маятника

Содержание и метод выполнения работы. Площадь комнаты определяется как произведение ее длины и ширины, найденных с помощью математического маятника.

Период колебаний математического маятника определяется по формуле где l – длина нити математического маятника (м), g = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения, T – период колебаний маятника (с).

Следовательно, длина нити маятника равна

Если взять нить длиной l, равной длине комнаты, сложить ее n раз, чтобы образовалась веревочка длиной 1–1,5 м, подвесить груз (пластилин) и измерить период колебаний T получившегося математического маятника, то искомую длину комнаты l можно рассчитать по формуле:

Аналогично можно найти ширину комнаты, а затем и ее площадь – как произведение длины на ширину.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой; часы с секундной стрелкой; груз (пластилин); нить.

Ход работы

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

2. Отмерьте нить длиной, равной длине комнаты.

3. Сложите нить в n раз так, чтобы образовавшаяся веревочка имела длину около 1–1,5 м.

4. Подвесьте пластилин и получите математический маятник.

5. Отклоните маятник от положения равновесия и измерьте время t, за которое маятник сделает N полных колебаний (например, N = 20).

6. По формуле рассчитайте период колебания маятника.

7. По формуле (2) определите длину комнаты l.

8. Аналогично определите ширину комнаты.

9. Вычислите площадь комнаты.

10. Оцените погрешность измерений и сделайте вывод.

Дополнительное задание. Определите площадь комнаты с помощью измерительной ленты и сравните результаты.

Контрольные вопросы

1. Что такое математический маятник? Какими параметрами он характеризуется?
2. Какие факторы влияют на точность измерений в данной работе?
3. Проведите аналогию между механическими и электромагнитными колебаниями.