Порядок выполнения работы

I. Определение коэффициента жесткости пружины k по удлинению пружины

1. Подвесить к концу пружины держатель (рис. 1).

Рис. 1

2. Пользуясь зеркальной шкалой, заметить начальное положение держателя l₀ (отсчет делают таким образом, чтобы нижняя грань держателя совпала с его зеркальным изображением) и записать данные отсчета в таблицу 1.

3. Постепенно нагружать держатель грузами (их масса в граммах маркирована на них), записывая положение нижней грани держателя l₁ для каждого значения растягивающей силы, соответствующей общей массе m грузов (масса держателя в m не входит).

4. Нагрузив держатель всеми грузами, начинают их по одному снимать, записывая в таблицу в обратном порядке снизу-вверх соответствующее положение нижней грани держателя l₂ для каждого значения m.

5. Вычислить среднее арифметическое величин l₁ и l₂ для каждой массы

l_СР  .

6. Вычислить удлинение пружины для каждого значения массы грузов вычитая l₀ из соответствующего l_СР:

Δl  l_СР – l₀.

Таблица 1

№ п/п	l0, м	m, кг	l1, м	l2, м	lср, м	Δl, м	k ±Δk, Н/м
1
…
4

7. Построить проходящий через начало координат график зависимости удлинения пружины Δl от массы m (рис. 2).

По нему определить коэффициент жесткости пружиныk  , взяв значения m и Δl для любой точки усредненной прямой.

8. Рассчитать погрешность определения коэффициента жесткости по формуле

k  k.

Для расчета погрешности следует использовать те значения m и Δl, по которым рассчитывался коэффициент жесткости, а в качестве Δ(Δl), Δm и Δg взять приборную погрешность измерения удлинения и учесть точность, с которой задаются массы грузов и ускорение свободного падения. Результат расчета k и погрешности его определения Δk занести в таблицу 1, выполнив предварительно соответствующее округление [4].

II. Определение коэффициента жёсткости k пружины по зависимости периода собственных колебаний пружинного маятника от массы груза

1. Поместить на держатель груз. Значение массы груза с держателем M и результаты последующих измерений занести в таблицу 2. Измерить секундомером время 10 полных колебаний маятника. Опыт повторить не менее 4 раз. Найти среднее значение времени t_ср 10 полных колебаний и среднее значение периода колебаний Т_СР, гдеn  10, при расчетах оставляя на одну значащую цифру больше, чем в результатах наблюдений.

2. Подобные измерения провести для различных значений грузов.

Таблица 2

№ п/п	Масса груза с держателем M, кг	Время 10 полных колебаний				tср, с	Тср, с	Тср2, с2	k ± Δk, Н/м
		t1, с	t2, с	t3, с	t4, с
1 2 3 4