Slezská univerzita v Opavě – Filosoficko-přírodovědecká fakulta

                       Fyzikální praktikum I – Mechanika a molekulová fyzika

Jméno:


Ročník, obor:

První,

Vyučující:


Datum měření:


Akademický rok:


                                           Název úlohy:

                                           Kmitavý pohyb

Datum odevzdání:


Číslo úlohy:


Hodnocení:



1. Úkoly:


a) Určete tuhost pružiny.


b) Pomocí kmitavého pohybu určete hmotnost neznámého tělesa.


2. Teoretický úvod:


Kmitavý pohyb je takový pohyb hmotného bodu (tělesa), při kterém hmotný bod nepřekročí určitou
vzdálenost od tzv. rovnovážné polohy. Kmitavý pohyb může konat např. těleso zavěšené na pružině.
Prodloužení nebo stlačení pružiny je přímo úměrné síle pružnosti F, která směřuje vždy do
rovnovážné polohy.

                                             F = - Ky

K – tuhost pružiny

y – výchylka konce pružiny

Znaménko minus je ve vzorci proto, že výchylka a síla pružnosti mají vždy opačný směr.


Kmitavý pohyb tělesa na pružině je periodický pohyb. Periodicky se opakující část kmitavého pohybu
nazýváme kmit. Doba, za níž jeden kmit proběhne, se nazývá doba kmitu a značí se T.

Pro dobu kmitu tělesa zavěšeného na pružině platí


                                              T = 2π

m – hmotnost tělesa

K – tuhost pružiny


Ze vzorce můžeme vypočítat tuhost pružiny


                                                K =


Pomocí kmitavého pohybu můžeme též určit hmotnost neznámého tělesa, pokud obě tělesa necháme kmitat
na téže pružině.

Pro dobu kmitu tělesa známé hmotnosti m[1 ]platí


                                             T[1] = 2π


Pro dobu kmitu tělesa neznámé hmotnost m[2]  platí


                                             T[2] = 2π


Vydělíme-li druhou rovnici první dostaneme po úpravě


                                                 =


                                            m[2]= m[1]



3. Použité měřící přístroje a pomůcky


pružina

závaží 100 g

těleso, jehož hmotnost neznáme

stopky

laboratorní váhy


4. Postup měření


Určení tuhosti pružiny


 1. Na pružinu zavěste závaží o hmotnosti 100 g.
 2. Změřte dobu, za kterou těleso vykoná 5 kmitů, a vypočtěte dobu 1 kmitu. Měření opakujte
pětkrát.
 3. Vypočtěte tuhost pružiny.


Určení hmotnosti neznámého tělesa


 1. Na pružinu zavěste neznámé těleso a určete dobu jednoho kmitu stejně jako u závaží.
 2. Vypočtěte hmotnost neznámého tělesa.
 3. Těleso zvažte na laboratorních vahách.
 4. Výsledky porovnejte a vysvětlete případný rozdíl.



5. Naměřené a vypočtené hodnoty


Tuhost pružiny


Číslo měření

                                                                                                 5T[1]

                                                                                                   s

                                                                                                                                         T[1]

                                                                                                                                           s

                                                 1



2



3



4



5




                                                      T[1] =

K =





Pružina má tuhost



Určení hmotnosti neznámého tělesa


Číslo měření

                                                                                                 5T[2]

                                                                                                   s

                                                                                                                                         T[2]

                                                                                                                                           s

                                                 1



2



3



4



5




                                                      T[2] =


m[2 ]= m[1]






Hmotnost neznámého tělesa určená vážením


m[2] =



6. Závěr