Лабораторная работа 1  9

Изучение колебаний пружинного маятника

Цель:		определение зависимости периода собственных колебаний пружинного маятника от массы груза, определение жесткости пружины.
Оборудование:		пружинный маятник, набор грузов, секундомер.

Экспериментальная установка состоит из штатива, к которому на пружине подвешиваются грузы с различными массами.

Период свободных колебаний пружинного маятника определяется по формуле:

,

где m  масса груза; k  жесткость пружины.

Порядок выполнения работы

1. Измерить время, в течение которого маятник совершает n полных колебаний, при различных значениях массы груза m (величины n и m задаются преподавателем). Результаты занести в таблицу.

Номер опыта	m, кг	t. с	Т, с	Т2, с2	k, Н/м	k, Н/м
1
2
3
4
5

2. Определить период колебаний по формуле: T = t / n.

T₁ = t₁ / n =

T₂ = t₂ / n =

T₃ = t₃ / n =

T₄ = t₄ / n =

T₅ = t₅ / n =

3. Построить график зависимости Т ² = f (m).

4. Определить для каждого измерения жесткость пружины по формуле:

k₁ = 4² m₁ / Т₁ ² =

k₂ = 4² m₂ / Т₂ ² =

k₃ = 4² m₃ / Т₃ ² =

k₄ = 4² m₄ / Т₄ ² =

k₅ = 4² m₅ / Т₅ ² =

5. Найти среднее значение жесткости пружины:

k_ср = (k₁ + k₂ + k₃ + k₄ + k₅) / 5 =

6. Определить абсолютную погрешность каждого измерения:

k₁ =  k₁  k_ср =

k₂ =  k₂  k_ср =

k₃ =  k₃  k_ср =

k₄ =  k₄  k_ср =

k₅ =  k₅  k_ср =

7. Найти среднее значение абсолютной погрешности:

k_ср = (k₁ + k₂ + k₃ + k₄ + k₅) / 5 =

8. Найти относительную погрешность:

 k = k_ср / k_ср ∙100 % =

9. Результат записать в виде: k = (k_ср  k_ср),

k = (  ) Н/м.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение механических колебаний.

2. Какие колебания называются свободными?

3. Дайте определение амплитуды, периода, циклической частоты, фазы.

4. Запишите формулу связи циклической частоты с периодом колебаний.

5. Дайте определение пружинного маятника.

6. Запишите формулу циклической частоты колебаний пружинного маятника.

7. Запишите формулу периода колебаний пружинного маятника.