03. Обновлённая виртуальная лабораторная работа по физике «Исследование колебаний пружинного маятника» - http://efizika.ru/html5/03/index.html

Цель работы: измерение динамических и кинематических параметров пружинного маятника. Изучение зависимости периода и частоты колебаний от начальных условий и свойств колебательной системы.

Оборудование: пружина, штатив, груз, панель управления с электронным секундомером.

03. Updated virtual laboratory assignments in physics «Study of the Oscillations of a Spring Pendulum» - http://efizika.ru/html5/03/index.html

The purpose of the work is to measure the dynamic and kinematic parameters of a spring pendulum. The study of the dependence of the oscillation period and frequency on the initial conditions and properties of the oscillatory system.

Equipment: spring, stand, plummet, control panel with an electronic stopwatch.

Обновлённая виртуальная лабораторная работа по физике «Исследование колебаний пружинного маятника» может включать в себя несколько ключевых этапов и компонентов. Ниже представлен примерный план и описание, которые можно использовать для такой лабораторной работы.

Цели работы

1. Изучить свойства колебаний пружинного маятника.

2. Определить зависимость периода колебаний от массы тела и жесткости пружины.

3. Исследовать влияние амплитуды колебаний на период.

Оборудование

• Виртуальный пружинный маятник (модель).

• Пружина с известной жесткостью (k).

• Масса (m) с возможностью изменения.

• Измерительные инструменты (виртуальные таймеры, датчики перемещения).

• Компьютер или планшет с доступом к интернету.

Теоретическая часть

• Объяснить основные понятия: гармонические колебания, период (T), частота (f), жесткость пружины (k).

• Формулы:

  • Период колебаний пружинного маятника: T = 2π√()k}

  • Связь между частотой и периодом: f = 1/T

Экспериментальная часть

1. Настройка эксперимента:

   • Выберите пружину с известной жесткостью и установите её вертикально.

   • Подвесьте массу к пружине.

2. Измерение периода колебаний:

   • Изменяйте массу, записывая значения для разных масс (например, 100 г, 200 г, 300 г и т.д.).

   • Для каждой массы производите несколько замеров времени одного полного колебания и вычисляйте среднее значение периода.

3. Исследование зависимости от амплитуды:

   • Установите фиксированную массу.

   • Изменяйте амплитду колебаний и измеряйте период для разных амплитуд (например, 5 см, 10 см, 15 см).

   • Записывайте результаты и анализируйте их.

Анализ данных

• Постройте график зависимости периода от массы и от амплитуды.

• Сравните экспериментальные данные с теоретическими предсказаниями.

Заключение

• Обсудите полученные результаты.

• Сделайте выводы о зависимости периода от массы и жесткости пружины.

• Укажите возможные источники ошибок в эксперименте и способы их минимизации.

Дополнительные задания

• Исследовать влияние температуры на жесткость пружины.

• Моделировать поведение системы при различных условиях (например, изменение длины пружины).

Эта структура поможет организовать виртуальную лабораторную работу, сделав её интересной и познавательной для студентов.