Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Лабораторная работа №5

Проверка закона сохранения энергии при действии сил тяжести и упругости

Отчет курсанта группы ______________________________________________________________________________

Цель работы: измерить максимальную скорость тела, колеблющегося на пружине, с использованием закона сохранения энергии.

Оборудование: 1) пружина, 2) штатив лабораторный, 3) груз, 4) линейка измерительная,

Теория

При подвешивании к пружине груза максимальное удлинение (или статическое смещение) пружины х₀ возникает,

когда сила упругости пружины с жесткостью к уравновешивает силу тяжести груза массой m: F_упр = F_т

F_упр = к х_0,F_т=mg => к х₀=mg (1) где g= 9,8 м/с² — ускорение свободного падения.

Новое положение равновесия нижнего конца пружины: О^/ Если груз опустить вниз на расстояние А от точки О^/ и отпустить в точке 1, то возникнут периодические колебания груза. В точках 1 и 2 груз останавливается, изменяя направление движения на противоположное. В этих точках скорость груза v=0. Максимальной скоростью груз обладает в точке О^/

Потенциальная энергия груза в гравитационном поле в точке с координатой x: Е_п= mgx

Потенциальная энергия деформированного тела: Е_{п деф}= кx²/2 Кинетическая энергия движущегося тела: Е_к=mv²/2

Полная механическая энергия груза остается неизменной (силами трения пренебрегаем): Е_п+Е_п.деф+Е_к=соnst

При расчете за нуль отсчета потенциальной энергии для сил упругости и тяжести следует принять точку x=0, соответствующую положению указателя для нерастянутой пружины.

Ход работы

1. 1. Определить массу груза: m=

2. 2. Подвесить груз на пружину и замерить координату х₀=

3. 3. Из формулы (1) выразить жесткость пружины: к=

4. 4. Определить полную механическую энергию груза в точке 2 с координатой – (x₀- А):

5.

6. Е_п+ Е_{п деф}+ Е_к=

5. Определить полную механическую энергию груза в точке О^/ с координатой – x₀:

Е_п+ Е_{п деф}+ Е_к=

6. Согласно закону сохранения полной механической энергии приравнять энергию в точке 2 и точке О^/:

7. Из полученного в п.6 выражения выразить значение максимальной скорости груза:

V_max=

8. Период колебаний пружинного маятника: Тогда V_max= .

Измерьте время 10 колебаний маятника при амплитуде А: t =

Определите период колебаний груза: Т =

Рассчитайте значение V_max =

8. Сравните значения максимальной скорости груза, определенные обоими способами.

9. Сделайте выводы по работе

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒