3.2 Задание 2 Определение жесткости пружины динамическим методом

3.2.1 Подвесить на пружине грузик известной массы и, слегка, на 35 см, приподняв его, отпустить. По секундомеру определить время двадцати колебаний (z = 20). Данные занести в таблицу 2. Измерения с данной массой повторить n = 3 раза.

3.2.2 Первый пункт повторить еще два раза с грузами различной массы.

3.2.3 Усреднить значения t для каждой массы. Используя полученные величины t, определить периоды колебаний пружины с соответствующим грузом T = t / z . Вычислить квадраты периодов T ².

3.2.4 По значениям m и T ² найти k_i исходя из выражения (4).

3.2.5 Найти среднее значение k_дин = , где n = 3 – количество опытов; абсолютные погрешности каждого измерения k_i = |k – k_i |; квадраты этих погрешностей (k_i)². Вычислить сумму квадратов . Результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2 Экспериментальные и расчетные величины

Обозначения физических величин
m, кг	t, с	t, с	T, с	T 2, с2	ki, Н/м	ki, Н/м	(ki)2, (Н/м)2
средние значения	–	–	–	–

3.2.6 Рассчитать среднеквадратическое отклонение:

.

По таблице коэффициентов Стьюдента из Приложения А найти t_p,n для n=3 и выбранной доверительной вероятности, например p=0,95.

Найти доверительный интервал k_дин =

3.2.7 Используя данные таблицы 2, построить график функции T ²(m) и объяснить полученную зависимость. При построении графика следует включить и точку в начале координат.

3.2.8 Полученное значение k_дин =k_дин  k_дин сравнить с жесткостью пружины, найденной статическим методом.

3.3 Задание 3 Определение логарифмического декремента затухания и коэффициента сопротивления

3.3.1 Вывести маятник с грузиком (масса указывается преподавателем) из положения равновесия примерно на А = 3 см и привести в колебательное движение.

3.3.2 Измерить время релаксации , в течение которого амплитуда колебаний уменьшится в e раз, т.е. приблизительно в 3 раза. После пяти измерений найти среднее значение  .

3.3.3 Определить логарифмический декремент затухания по формуле  =T  / , подставив значения  из п.2 и T из таблицы 2 для грузика соответствующей массы.

Из формулы r = 2m / найти коэффициент сопротивления.

3.3.4 Оценить абсолютную и относительную погрешности для  и r.

3.3.5 Вычислить критический коэффициент сопротивления и, сравнив со значением r из п.3 сделать выводы.