Harmoniske svingninger

Note

Øvelsens formål

• At vise Hookes lov for en fjeder,
• 2 at vise, at svingningstiden er bestemt ved T = .

Forsøgsopstilling

Til øvelsen benyttes et svingningsapparat som vist til højre.

Forsøgets udførelse

Forsøg 1: Fjederen belastes med forskellige lodder, og fjederforlængelsen måles. Foretag så mange målinger som muligt.

Forsøg 2: Fjederen belastes med forskellige lodder, og for hver belastning måles tiden for 20 svingninger, 20 T. Foretag så mange målinger som tiden tillader.

Vigtigt: Der skal være mindst 2 tidtagere, og de skal nå frem til den samme tid! (inden for målenøjagtigheden).

Sæt loddet i svingninger, hvis der svinger pænt, så start uret (tæl for dig selv: 0,1,2...20).

Start og stop, når loddet passerer ligevægtspositionen, så er usikkerheden på tiden mindst, kan du forklare det ud fra grafen?

Et Fif: Hvis lodderne begynder at svinge fra side til side, er det fordi fjederens svingningstid og pendulets svingningstid er omtrent ens, det afhjælpes ved at forlænge fjederen med et stykke snor!

Dine måleskemaer skal indeholde de direkte målte størrelser. Derfor skal måleskemaet for forsøg 1 se således ud:

Som det fremgår af skemaet måles forlængelsen ud fra positionen af den tomme holder og fjederkraften er kraften på lodderne alene.

I dette forsøg er den samlede masse massen af holder + lodder + 0,5 · fjedermassen.

Sæt selv enheder på skemaerne.

Rapporten skal indeholde

Forsøg 1:

Gør rede for, hvordan Fjederkraften beregnes. Der skal være en tegning, der viser hvilke kræfter, der virker på lodderne.

Afbild fjederkraften som funktion af fjederforlængelsen.

Hvordan kan man af grafen se, om Hookes lov er opfyldt.

Beregn fjederkonstanten k for fjederen. Vær omhyggelig, da k benyttes i forsøg 2.

Forsøg 2:

Afbild T₂ som funktion af massen m.

Afbild i samme koordinatsystem »det teoretiske udtryk«

som funktion af massen m.

Vurdering:

Husk, her kan du udfolde dine fysiske kreative evner. Jeg forventer ca en halv sides relevante fysiske overvejelser!