Ćwiczenie

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie stałej sprężystości sprężyny ( część pierwsza ) oraz okresu drgań masy zawieszonej na sprężynie( część druga ).

Wykonanie część pierwszej tego ćwiczenia polega na stopniowym zwiększaniu obciążenia sprężyny oraz na

pomiarze za pomocą sensora siły , siły powodującej rozciąganie

Część druga polega na badaniu za pomocą czujnika ruchu drgań masy zawieszonej na sprężynie

Dziennik laboratoryjny-wyznaczanie stałej sprężyny:

• włączam komputer oraz wszystkie urządzenia potrzebne do wykonania tego ćwiczenia, w tym ćwiczeniu jest to czujnik siły

• uruchamiam program Scince Workshop i otwieram dokument z numerem mojego ćwiczenia

• ustawiam wszystkie parametry według wskazówek podanych w opisie ćwiczenia

• montuję pionowo czujnik siły na statywie

• zawieszam sprężynę na haku sensora

• na podziałce milimetrowej odczytuje położenie początkowe końca sprężyny (ostatniego zwoju ) bez obciążenia
  

• przystępuję do rejestrowania danych ,w tym celu naciskam przycisk REC

• naciskam przycisk tarujący na sensorze siły w celu wyzerowania wskazań

• jako wydłużenie ( Entry # 1 ) wpisuję „ 0 ” , ponieważ sprężyna nie jest rozciągnięta

• zawieszam masę
  liczoną łącznie z masą wieszaka i odczytuję nowe położenie końca sprężyny. Wynosi ono
  czyli wydłużenie wynosi
  

• zapisuję wydłużenie
  jako Entry # 2

• dodaję kolejne
  i odczytuję wydłużenie
  

• zapisuję wydłużenie
  jako Entry # 3

• kontynuuję pomiary dodając po
  do sprężyny. Czynność tą powtarzam aż uzyskam masę
  . Zapisuję kolejne wydłużenia
  w tabeli danych.

• po wykonaniu ostatniego odczytu przerywam rejestrowanie danych i przechodzę do analizy

• uaktywniam okno Graph i analizuję wykres przedstawiający siłę jako funkcję wydłużenia

• wybieram z menu pozycję dopasowanie krzywej , dopasowanie liniowe

• odczytuję wartość
  ( wartość nachylenia najlepiej dopasowanej linii przedstawiającej zależność siły od wydłużenia ) która , jest równa stałej sprężyny
  

• zapisuję w tabeli wartość stałej sprężyny
  

Dziennik laboratoryjny - wyznaczenie okresu drgań masy zawieszonej na sprężynie :

• włączam komputer oraz czujnik ruchu , który w tym ćwiczeniu będzie rejestrował zależności położenia od czasu, masy zawieszonej na końcu sprężyny

• uruchamiam program Scince Workshop I otwieram dokument z numerem mojego ćwiczenia

• ustawiam parametry według wskazówek podanych w opisie ćwiczenia

• przygotowuje układ pomiarowy do pracy

• zawieszam sprężynę na statywie i doczepiam do jej końca ciężar około
  ,co powoduje kilkukrotne wydłużenie sprężyny

• zdejmuję obciążenie oraz wieszak i ważę je na wadze analitycznej
  

• wieszam ponownie cały układ na statywie

• kładę sensor ruchu na podstawie statywu, pod zawieszonymi masami

• odciągam masę od położenia równowagi na odległość kilku centymetrów - masa wykonuje drgania

• gdy drgania się ustabilizowały naciskam przycisk REC w celu rozpoczęcia rejestracji danych

• po około
  zatrzymuję pomiar

• przystępuję do analizy danych

• w oknie z wykresem za pomocą precyzyjnego kursora określam położenia kolejnych wierzchołków i odczytuję ich wartość czasu

• uzyskane wartości wpisuję do tabeli

• obliczam okres drgań dla kolejnych wierzchołków

• obliczam średni okres drgań a następnie teoretyczną wartość okresu drgań zgodnie z równaniem
  

Obliczenia :

Okresy poszczególnych wierzchołków
Średnia wartość wynikająca z tabeli:

Nr. Wierzchołka

1. 
   

2. 
   
   
   suma okresów

3. 
   
   ilość wierzchołków

4. 
   

5. 
   

6. 
   
   

7. 
   

8. 
   

Teoretyczna wartość drgań obliczona ze wzoru :

Błąd procentowy:

Wyniki:

• wartość stałej sprężyny
  odczytana z wykresu
  

• średni okres drgań
  

---