Упражнение 1.Определение коэффициента жесткости пружины при статическом нагружении.

ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ФИЗИКИ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

ИЗУЧЕНИЕ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРУЖИННОГО МАЯТНИКА

«Изучение собственных колебаний пружинного маятника»

Цель работы: исследовать зависимость параметров колебательного движения от свойств пружины.

Приборы и принадлежности: пружинный маятник, секундомер, набор грузов.

Порядок выполнения работы:

Упражнение 1.Определение коэффициента жесткости пружины при статическом нагружении.

1. Последовательно нагружая пружину 1 грузами массой , измерил удлинение , вызванное каждыми из этих грузов, выполнил то же самое для пружины 2

Пружина 1: Пружина 2:

=200 г; =21 мм; =200 г; =23 мм;

=300 г; =41 мм; =300 г; =29 мм;

=400 г; =67 мм; =400 г; =42 мм;

=500 г; =90 мм; =500 г; =55 мм;

2. По формуле рассчитал коэффициент жесткости для первой пружины, аналогично рассчитал коэффициент жесткости для второй пружины.

Пружина 1 Пружина 2

3. Нашел среднее значение и погрешность в определении по формуле:

, где n – число измерений. Проделал то же самое для пружины 2.

Пружина 1 Пружина 2

Упражнение 2. Определение логарифмического декремента затухания.

1. К пружине 1 подвесил груз массой m=500 г. Отвел груз от положения равновесия на 20 мм. Возбудил колебания груза на пружине. Измерил число колебаний, за которое амплитуда колебаний изменится с 20 до 15 мм. Опыт повторил 5 раз. Нашел логарифмический декремент затухания:

, где n – число колебаний; - начальная амплитуда; - амплитуда -го колебания.

; ; ; ; ;

2. Нашел и :

; ; .

Закрепил на пружине демпфер. Определил, как указано выше, логарифмический декремент затухания. Сравнил логарифмический декремент затухания при наличии демпфера и без него.

; ; ;

; ; ; ;

Упражнение 3. Определение коэффициента жесткости при динамическом нагружении.

1. Выбрал пружину 1, исследованную статическим методом. К пружине подвесил груз массой и возбудил колебания. Используя секундомер, измерил 5 раз время 10 полных колебаний () и вычислил период по формуле:

, где =10.

Нашел .

2. Проделал с грузами то же самое.

Масса Масса Масса Масса

=0, 46 =0, 46 =0, 46

=0, 46 =0, 46 =0, 40

=0, 35 =0, 52 =0, 46

=0, 35 =0, 40 =0, 35

=0, 40 =0, 46 =0, 52

< T > =0, 28 < T > =0, 40 < T > =0, 46 < T > =0, 91

3. Используя результаты измерений, построил график зависимости квадрата периода колебаний от массы m.

4. Нашел из графика . .

5.По формуле вычислил коэффициент жесткости. 59

6. Сравнил значения жесткости пружины, полученные статическим методом и из углового коэффициента графика. Результаты отличаются друг от друга на 10, 49. Эта разница объясняется погрешностью измерительных приборов метода измерения.

Вывод: я научился определять коэффициент жесткости пружины при статическом нагружении, логарифмический декремент затухания, коэффициент жесткости при динамическом нагружении.