胡克的法律和简谐运动

Overview

资料来源: Ketron 米切尔韦恩博士， Asantha 库雷博士，物理系 & 天文，物理科学学院，加利福尼亚大学，加利福尼亚州欧文市

势能是物理学的一个重要概念。势能是与力量，取决于对象相对于其周围环境的位置相关联。重力势能，讨论在另一段视频，是相关联的能量，是对象地面以上的高度成正比。同样，也可以定义弹簧势能，它是春天的位移从放松的状态直接成正比。拉伸或压缩弹簧有潜在的能量，因为它有能力来做工作的对象。"能够做的工作"是经常引述能源的基本定义。

这个视频将展示存储在弹簧中的势能。它还将核查弹簧，或者胡克定律的恢复力方程。不同弹性的弹簧，弹簧常数是不同的。将验证胡克定律和弹簧常数测定附着一个悬浮的弹簧在不同的权重和测量结构的位移。

Procedure

1.测量的弹簧常数和弹簧的势能和确认的关系质量和振荡周期 t。

获取与已知的弹簧常数，立场要附加到春天，至少 5 权重的不同人群，可以附加到春天，一根米尺和秒表的春天。
安全立场到了坚实的基础和附上春天的立场。确保有足够的空间，下面为它没有击中的表或地面伸展弹簧。
对于每个群众，计算由地球的引力施加在弹簧上的力 (F =毫克)。从开始的最大规模的重量。在表 1中记录这些值。
衡量如何高出地面的表的春天是在其未拉伸的位置中。
附加到春天的最巨大的重量和测量位移 Δy1 （见图 1）。在表 1中记录此位移。
附加的重量，略有提高重前释放它。观察振荡运动。测量周期 T 用秒表。更准确的测量，记录的多周期时间和划分当时所观察到的期数。做这个多次和记录测量周期 T表 1中的平均时间。
重复步骤 1.5-1.6，所有的群众

Results

代表的实验，结果与弹簧常数k = 10m N，表 1所示。F与位移 Δy的情节是下面绘制在图 2中。线性函数拟合一条线，和直线斜率等于弹簧常数，在误差范围内。线性度的结果表明，胡克定律 (方程 1)。

检查表 1以查看如何振荡周期 T 附加到春天的质量有关。越重附加到春天，期限越长的质量会，因为?...

Application and Summary

弹簧的使用是在我们的日常生活中无处不在。现代汽车的悬架是由正常阻尼的弹簧。这就需要知识的弹簧常数。凯迪拉克兜风顺畅，使用弹簧与较低的弹簧常数，和骑的是"mushier"。高性能的汽车使用弹簧与更高的弹簧常数更好的处理。跳水板也是用不同的弹簧常数，取决于"反弹"多少渴望当跳水板弹簧。岩石攀岩绳也是略有弹性，因此如果一名登山者攀爬时，绳子将不仅救她撞到地上，但它也会?...

Tags

Hooke s Law Simple Harmonic Motion Elastic Objects Force Restoring Force Elasticity Constant Displacement Potential Energy Work Oscillation Position Versus Time Graph Springs Weights Experiment Validate Concepts Spring Constant

1.测量的弹簧常数和弹簧的势能和确认的关系质量和振荡周期 t。

获取与已知的弹簧常数，立场要附加到春天，至少 5 权重的不同人群，可以附加到春天，一根米尺和秒表的春天。
安全立场到了坚实的基础和附上春天的立场。确保有足够的空间，下面为它没有击中的表或地面伸展弹簧。
对于每个群众，计算由地球的引力施加在弹簧上的力 (F =毫克)。从开始的最大规模的重量。在表 1中记录这些值。
衡量如何高出地面的表的春天是在其未拉伸的位置中。
附加到春天的最巨大的重量和测量位移 Δy1 （见图 1）。在表 1中记录此位移。
附加的重量，略有提高重前释放它。观察振荡运动。测量周期 T 用秒表。更准确的测量，记录的多周期时间和划分当时所观察到的期数。做这个多次和记录测量周期 T表 1中的平均时间。
重复步骤 1.5-1.6，所有的群众，在订单的质量增加。
计算为每个不同的群众弹簧势能和记录在表 1中。
情节的力F作为位移 Δy的函数。根据方程 1，这应该是线性的。适合边坡线。该边坡将对应于弹簧常数 k.春天的已知值的测量值比较。
使用已知的弹簧常数和方程 5，计算振荡周期 T 应为每个群众;报告他们在表 1中。它们比作测量用秒表在步 1.6 T。

图 1: 霸气振荡，

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