Лабораторная работа № 4 Исследование зависимости периода и частоты свободных колебаний пружинного маятника от массы груза

Цель работы: выяснить, как зависят период и частота свободных колебаний пружинного маятника от массы груза, подвешенного к нему.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, пружина динамометра, набор грузов по 100г., часы с секундной стрелкой или метроном.

Указания к работе:

Перечертите в тетрадь таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

1

2

3

Физическая

величина

m, кг

0,1

0,2

0,3

N

20

20

20

t, с

ν, Гц

T, с

Укрепите динамометра в лапке штатива.

Для проведения опыта, повесьте к динамометру один груз массой 100г. Выведите груз их состояния равновесия и отпустите. Посчитайте за какое время груз, прикрепленный к пружине совершает 20 полных колебаний. Результаты измерений запишите в таблицу.

Провелите остальные два опыта, подвешивая к динамометру грузы массой 200г и 300г. Результаты занесите в таблицу.

Для каждого из трех опытов расчитайте значения частоты маятника по формуле: ν и периода колебаний маяника Т = . Подученные результаты занесите в таблицу.

Сделайте вывод о том, как зависит период и частота свободных колебаний маятника от массы груза, подвешенного к нему. Запишите выводы в тетрадь.

ответьте на вопросы: увеличили или уменьшили массу груза, подвешенного к пружинному маятнику, если:

а) период его колебаний сначала был 0, 4 с, а после изменения массы стал 0, 2 с;

б) частота его колебаний вначале была равна 6 Гц, а потом уменьшилась до 5 Гц?

Добрый день, ученик! Сегодня мы будем проводить лабораторную работу по исследованию зависимости периода и частоты свободных колебаний пружинного маятника от массы груза, подвешенного к нему. Для начала, позвольте рассказать о цели работы. Мы хотим выяснить, как изменяются период и частота колебаний маятника при изменении массы груза, подвешенного к нему. Это поможет нам понять, какая связь существует между этими величинами. Что нам понадобится для проведения эксперимента? У нас есть штатив с муфтой и лапкой, пружина динамометра, набор грузов по 100г и часы с секундной стрелкой или метроном. Перед началом работы необходимо подготовить тетрадь и перечертить в ней таблицу для записи результатов измерений и вычислений. В таблице у нас есть столбцы с номерами опыта, массой груза, силой натяжения пружины, временем колебаний и значениями частоты и периода колебаний. Теперь приступим к самому опыту. На первом шаге мы укрепим динамометр в лапке штатива. Затем мы повесим на него груз массой 100г и выведем груз из состояния равновесия. После этого мы отпустим груз и будем считать, сколько времени требуется ему для совершения 20 полных колебаний. Полученные результаты запишем в таблицу. На втором и третьем шаге мы повторим опыт, но будем подвешивать к динамометру грузы массой 200г и 300г соответственно. Результаты измерений также занесем в таблицу. После получения результатов измерений мы сможем рассчитать значения частоты и периода колебаний маятника для каждого из трех опытов. Для этого воспользуемся формулой: частота (ν) равна 1 деленное на период (Т). Результаты вычислений также запишем в таблицу. Теперь давайте сделаем выводы о том, как зависят период и частота свободных колебаний маятника от массы груза. Для этого проанализируем полученные результаты. Если период или частота увеличиваются с увеличением массы груза, то это будет означать, что эти величины прямо пропорциональны массе. Если же период или частота уменьшаются, то это будет означать, что эти величины обратно пропорциональны массе. Запишем наши выводы в тетрадь. Теперь перейдем к ответам на вопросы. Для этого представим, что у нас есть маятник с определенной массой груза, который совершает определенное количество колебаний. а) Если период колебаний сначала был 0,4 с, а после изменения массы стал 0,2 с, то массу груза уменьшили. Мы знаем, что период обратно пропорционален массе, поэтому при уменьшении массы период увеличится. б) Если частота колебаний вначале была равна 6 Гц, а потом уменьшилась до 5 Гц, то массу груза увеличили. Мы знаем, что частота прямо пропорциональна массе, поэтому при увеличении массы частота уменьшится. Надеюсь, ответы на вопросы стали понятными для вас. Если у вас остались еще какие-либо вопросы, не стесняйтесь задавать их мне. Желаю вам успехов в выполнении лабораторной работы!