Номер 2, страница 23 - гдз по физике 11 класс тетрадь для лабораторных работ Парфентьева

Лабораторная работа № 4. Исследование зависимости периода колебаний пружинного маятника от жёсткости пружины - номер 2, страница 23.

Условие.

2. Оборудование

Штатив, палочка, которую укрепляем на штативе, часы с секундной стрелкой, пружины 1 и 2 с известными коэффициентами упругости (разной жёсткостью), пружины 3 и 4 из одинакового материала и одного и того же диаметра, но разной длины, груз.

Решение.

На изображении представлен перечень оборудования для проведения лабораторной работы по физике. Вопрос или задача отсутствуют. В такой ситуации развёрнутый ответ заключается в описании назначения данного оборудования и возможных экспериментов, которые можно с его помощью провести.

Представленный комплект оборудования предназначен для изучения механических колебаний на примере пружинного маятника. Целью экспериментов является исследование факторов, влияющих на период колебаний, и проверка теоретических закономерностей.

Исследование 1: Зависимость периода колебаний пружинного маятника от жёсткости пружины

В этом эксперименте используется штатив с палочкой, часы с секундной стрелкой, груз и пружины 1 и 2, которые имеют разные, но известные коэффициенты жёсткости ($k_1$ и $k_2$). Поочерёдно подвешивая один и тот же груз массой $m$ на каждую из пружин, измеряют период их колебаний. Для этого засекают время $t$ для $N$ полных колебаний и вычисляют период по формуле $T = t/N$. Теоретически, период колебаний пружинного маятника определяется формулой $T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}$. Сравнивая экспериментально полученные периоды $T_1$ и $T_2$, можно проверить теоретическое соотношение: $\frac{T_1}{T_2} = \sqrt{\frac{k_2}{k_1}}$. Результаты эксперимента должны подтвердить, что период колебаний обратно пропорционален квадратному корню из жёсткости пружины.

Исследование 2: Зависимость жёсткости пружины от её длины

Для этого исследования используются пружины 3 и 4, которые сделаны из одинакового материала, имеют одинаковый диаметр, но различаются по длине. Также необходим груз известной массы и измерительный инструмент (например, линейка, которая подразумевается в стандартном наборе для таких работ). Сначала необходимо определить жёсткость каждой пружины. Для этого измеряют удлинение пружины $\Delta l$ под действием силы тяжести груза $F = mg$. По закону Гука жёсткость вычисляется как $k = \frac{mg}{\Delta l}$. Проведя измерения для обеих пружин, находят их коэффициенты жёсткости $k_3$ и $k_4$. Теоретически, для пружин с одинаковыми параметрами (кроме длины), жёсткость обратно пропорциональна их длине $L$. Таким образом, в ходе эксперимента можно проверить соотношение $\frac{k_3}{k_4} \approx \frac{L_4}{L_3}$. Это исследование позволяет сделать вывод о том, как геометрические размеры пружины влияют на её упругие свойства.

Ответ: Оборудование, перечисленное на изображении, предназначено для проведения лабораторных работ по изучению колебаний пружинного маятника, в частности, для экспериментального исследования зависимости периода колебаний от жёсткости пружины и зависимости жёсткости самой пружины от её длины.