Порядок выполнения работы. Цель работы: проверить закон Гука

ЗАДАНИЕ № 1

Рис. 1

Цель работы: проверить закон Гука.

1. К нижнему концу пружины подвешивать разные грузы массы m_i и по положению указателя на линейке отмечать вызванные ими удлинения пружины х_i. Измерения выполнить для пяти различных грузов. Результаты измерений записать в табл. 1.

Таблица 1

Номер груза	m, кг	mg, Н	х, м	<k>, Н/м

2. Построить график зависимости удлинения пружины x от силы тяжести mg, действующей на грузы, используя данные табл. 1. Из условия равновесия груза на пружине следует, что F _упр равна силе тяжести mg, поэтому проверка прямо пропорциональной зависимости между удлинением пружины x и mg будет являться проверкой закона Гука.

ЗАДАНИЕ № 2

Цель работы: определить коэффициент упругости методом пружинного маятника.

1. По графику зависимости x = f (mg) определить коэффициент упругости k, используя формулу k = Δ(mg)/Δ x.

2. Вывести груз из положения равновесия и измерить секундомером время t, в течение которого груз совершает n колебаний. Число отсчитываемых колебаний желательно делать не менее 10. Измерения с одним грузом повторить 5 раз.

3. Вычислить период колебаний T = t/n.

4. Как отмечалось выше, . Отсюда

k = 4π² m / T ².

По этой формуле определить k. Данные занести в табл. 2.

5. Сравнить результаты для средних значений упругости < k > пружины, полученные статическим и динамическим способами. Сделать вывод.

Таблица 2

Номер опыта i	mi, кг	ti, c	n	Ti, c	< ki >, H/м

Вычислить абсолютную погрешность измерения коэффициента упругости динамическим способом по формуле D k = e< k >, где относительная погрешность e равна:

Контрольные вопросы

1. Что такое колебание?

2. Дайте определение обычной и циклической частоты колебаний. Какова связь между ними?

3. Что такое упругость?

4. Какая сила называется упругой, квазиупругой?

5. Что называют коэффициентом упругости?

6. Какие колебания называются гармоническими?

7. Запишите кинематическое уравнение движения гармонического колебания.

8. Дайте определения амплитуды, фазы колебаний.

9. Напишите формулу зависимости скорости МТ от времени при гармонических колебаниях.

10. Напишите уравнения связи амплитуды скорости и амплитуды смещения при гармонических колебаниях МТ.

11. Напишите формулу зависимости ускорения МТ от времени при гармонических колебаниях.

12. Напишите уравнения связи амплитуды скорости и амплитуды ускорения при гармонических колебаниях МТ.

13. Напишите уравнения связи амплитуды смещения и амплитуды ускорения при гармонических колебаниях МТ.

14. Напишите дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний МТ.

15. Напишите дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний МТ.

16. Как изменится период колебаний пружинного маятника, если пружины соединить последовательно, параллельно?

17. Как работает пружинный динамометр?