Шешімі: Период пружинного маятника
Ученику необходимо на опыте обнаружить зависимость периода свободных колебаний пружинного маятника от массы груза. У него имеется пять пружинных маятников, характеристики которых приведены в таблице. Какие два маятника необходимо взять ученику, чтобы провести данное исследование? Грузы сплошные.
| № маятника | Жёсткость пружины, Н/м | Объём груза, $\mathrm{см^3}$ | Материал, из которого сделан груз |
|---|---|---|---|
| 1 | 40 | 30 | алюминий |
| 2 | 60 | 60 | алюминий |
| 3 | 40 | 30 | медь |
| 4 | 10 | 30 | алюминий |
| 5 | 10 | 60 | медь |
Шешімін қадамдап көрсету
3 қадамПериод колебаний пружинного маятника определяется формулой:
$$T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$$Чтобы исследовать зависимость периода только от массы груза, жёсткость пружины должна быть одинаковой у обоих маятников.
У маятников 1 и 3 жёсткость пружины одинакова и равна $40\ \mathrm{Н/м}$. Объём грузов также одинаков, но материалы разные: алюминий и медь. Поэтому массы грузов различаются.
Где здесь ошибаются
Выбирают маятники с одинаковым материалом груза, не обеспечивая одинаковую жёсткость пружины.
Не учитывают, что при одинаковом объёме масса грузов из алюминия и меди различается.