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