Hookes lov og harmonisk svingning  med labQuest.

Formålet med øvelsen er at eftervise

a)  Hookes lov der lyder  :                  og

b)        er bevaret      og

c)  svingningstidsformlen   :

samt undervejs

d)  at bestemme fjederkonstanten   k   for den benyttede fjeder.

Opstilling til a):

Opstilling til b)

Apparatur:
En fjeder  samt   lodder af 10g og 20g, lille skål, en lineal,

to stativstænger og en tværstang. Næb til linealen.

MiniLabQuest og computer med LoggerPro

Bestem først massen af fjederen   mfjeder=

Udførelse

1)  Start med at hænge forskellige lodder på fjederen, mål stykket Dx som fjederen er strakt  ud i forhold til stillingen uden lodder.

Lad m være massen af loddet.

m / kg

0,05

Dx / m

F=mg / N

Tegn nu en (Dx, F) graf.

Bestem nu fjederkonstanten k som hældningen på grafen              k=

Vej den tomme skål.

Hæng nu den tomme skål op i fjederen .

Skålen skal nu udføre en harmonisk svingning.

Den svingende masse  er

Placer ultralydsonden  lige under loddet .

Start nu programmet

Vælg nulpunkt , (Eksperiment Zero) når loddet hænger helt stille.  Vælg et  tidsinterval på 5sek.

Træk skålen ca 5cm ud fra ligevægtsstillingen og giv slip,  (bevægelsen må ikke være for kraftig).

Tryk nu på  opsamlingspilen, mens loddet hænger stille.

Med trace skal du nu finde svingningstiden T og amplituden A.

Svingningstiden kan enten findes som forskellen i tid mellem to toppe , eller  mere nøjagtigt

3T=(forskellen i tid mellem fire toppe)

t1

t2

T=t2-t1   / s

A / m

vmax  /     m/s

Vælg nu  Velocity-Time

Gå nu ind med trace og bestem vmax.

Du skal også bestemme sammenhængende  x- og v-værdier for yderligere tre forskellige tidspunkter.

Dette gør du ved at se i listerne.

x   / m

v  /  m/s

0

v max=

A =

0

Du kan nu bestemme

for disse fem tidspunkter, og sammenlign dem.

Du skal nu eftervise svingningstidsformlen.

Varier nu den svingende  masse.

Gentag forsøget ovenfor med   forskellige små masser på vægtskålen.

men nu behøver du ikke bestemme A og vmax.

Udfyld nedenstående skema.

m / kg

M / kg

t1

t2

T=t2-t1   / s

Tegn nu en   (, T ) graf . Sammenlign hældningen med  størrelsen    .

EH 05-08-2015