Практикалық жұмыс № 7

Практическая работа № 7

Тема работы: «Определение периода колебаний пружинного маятника»

 

Уровень: базовый (9 и 11 классы)

Тема для изучения: Механические колебания.

Цель: установить вид зависимости периода колебаний груза на пружине от массы груза.

Использованные понятия:колебания, период, частота, масса, сила упругости, жесткость.

 

Оборудование:

№	Название прибора	код	количество
	Штатив универсальный (основание)	02001.00
	Штативный стержень, l=600 мм	02037.00
	Зажим-насадка для круглых или прямоугольных стержней	02043.00
	Держатель для гирь с отверстиями, 10 г	02204.00
	Гиря,10 г, черная	02205.01
	Гиря, 50 г, черная	02206.01
	Спиральная пружина, 3 Н/м	02220.00
	Спиральная пружина, 20 Н/м	02222.00
	Крепежный болт	03949.00
	Секундомер, цифровой, 24 часа 1/100 с + 1 c	24025.00

 

Установка

Соедините две части штативной основы штативным стержнем, 25 см, и зафиксируйте его с по­мощью запирающих рычагов (рис. 1). Закрепите штативный стержень, 60 см, в штативной основе с помощью запирающего винта (рис. 2).

Рис. 2

 

На штативном стержне закрепите зажим-насадку для круглых и прямоугольных стержней, зафиксируйте в нем крепежный болт и подвесьте спиральную пружину жесткостью 3 Н/м (рис. 3).

 

 

Рис. 3

 

Выполнение работы

К пружине подвесьте груз массой m= 20, 40, 60... с учетом массы держателя для гирь (10 г) (рис. 4). Для фиксации гири в держателе проденьте гирю через верхний конец держателя (рис. 5).

 

Рис. 4 Рис. 5

 

Растяните пружину и отпустите ее (рис. 6). Для каждой гири определите время, в течение которо­го маятник совершает 10 колебаний. Запишите все измеренные значения в таблицу.

Рис. 6 Рис. 7

 

 

Замените пружину жесткостью 3 Н/м на пружину 20 Н/м и повторите вышеописанные измерения (рис. 7). В данном случае используйте гири массой 40, 60,... до 140 г. Запишите измеренные зна­чения в таблицу.

 

Результаты измерения и расчеты

Таблица

 

 

 

 

 

Пружина 3 Н/м	m, г
t, c
T, c
T2, c2
Пружина 20 Н/м	t, c	-
T, c	-
T2, c2	-

 

1. Сосчитайте период колебания маятника для каждого опыта. T=t/N, где N – число колебаний, совершенных маятником за время t (в нашем случае - 10).

2. Сосчитайте квадрат периода для каждого измерения. Постройте график зависимости квадрата периода маятника от массы груза. Ответьте на вопрос - во сколько раз изменился квадрат периода колебания пружинного маятника при изменении массы груза в два раза?

3. Сделайте вывод о соответствии полученных результатов формуле для периода колебаний пружинного маятника:

Дополнительное задание

1. Для каждого эксперимента рассчитайте значение для жесткости пружины по формуле:

2. Сосчитайте среднее арифметическое полученных значений для жесткости и оцените

погрешность вашего измерения для каждой серии измерений. Жесткость мягкой пружины - 3 Н/м, вторая пружина имеет жесткость 20 Н/м.

Практикалық жұмыс № 7

Жұмыс тақырыбы: «Серіппелі маятниктің тербеліс периодын анықтау»

Деңгей: негіздік (9 және 11 сыныптар)

Оқу үшін тақырып: Механикалық тербелістері.

Мақсаты: жүк массасынан серіппедегі жүк тербелісінің периодтық тәуелдік түрін орнату.

Қолданылған ұғымдар: тербеліс, период, жылдамдық, масса, серпімділік күші, қаттылық

Жабдықтар:

№	Атауы	коды	Мөлшері
	Жан-жақты штатив (негізі)	02001.01
	Штатив ті өзекше, |=600 мм,	02037.00
	Дөңгелек немесе тік бұрышты оқтамаларға арналған қысым - саптау	02043.00
	Гірге арналған саңылаулы ұстағыш, 10 г	02204.00
	Гір, 10 г, қара	02205.01
	Гір, 50 г, қара	02206.01
	Шиыршықты серіппе, 3 Н/м	02220.00
	Шиыршықты серіппе, 20 Н/м	02222.00
	Тіреуші болт	03949.00
	Санды секундомер, 24 сағат, 1/100с + 1с	24025.00

Ондырғы

25 см штативті өзекшемен штативті негіздерінің екі бөлігін қосыңыздар, және бекітуші рычагтыраның көмегімен оны бекітіңіздер (1 сур.). Бекітуші бұрама көмегімен штативті негізде 60 см штативті өзекшені бекітіңіздер (2 сур.).

1сур. 2 сур.

Штативті өзекшеде дөңгелек немесе тік бұрышты оқтамаларға арналған қысым – саптауды бекітіңіздер, онда тіреуіш болтты бекітіңіздер және 3 Н/м қаттылықты шиыршықты серіппені іліңіздер (3 сур.).

3 сур.