Hookes lov og harmonisk svingning med CBL.
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:
Apparatur:
En stor fjeder samt lodder : 1kg, 2kg, 5kg. Brug evt. en spand med sand.
To store stativstænger og en tværstang .
Sørg for et godt og sikkert ophæng.
Målebånd.
CBL og TI 82 (eller 83) samt linkkabel
Start med at indlæse programmerne MOTION og PLOTS
Bestem dernæst 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 |
|
|
3 |
5 |
6 |
7 |
|
Dx / m |
|
|
|
|
|
|
|
F=mg / N |
|
|
|
|
|
|
Tegn nu en (Dx, F)
graf.
Bestem nu fjederkonstanten k som hældningen på grafen k=
Vælg nu 5kg loddet og hæng det op i fjederen
.
Loddet skal nu udføre en harmonisk svingning.
Den svingende masse er 
Loddet skal hænge ca 70cm over gulvet
placer ultralydsonden lige under loddet .
Start nu programmet MOTION.
Vælg nulpunkt når loddet hænger helt stille. Vælg et tidsinterval på 5sek.
Træk loddet ca 5cm ud fra
ligevægtsstillingen og giv slip, (bevægelsen må ikke være for kraftig).
Tryk nu på
ENTER mens loddet hænger stille.
Bevægelsen lagres nu i lommeregneren.
Du får nu en valgmenu frem.
Vælg Dist -Time
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 |
|
|
|
|
|
|
Kør nu programmet PLOTS og valgmenuen kommer frem igen
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. Tiden er lagret i L2 , x er
lagret i L4 , v er lagret i L5.
|
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.
Gentag forsøget ovenfor med m= 2kg, m= 3kg , m = 6kg og m=7kg
men nu behøver du ikke bestemme A og vmax.
Udfyld nedenstående skema.
|
m / kg |
M / kg |
|
t1 |
t2 |
T=t2-t1 / s |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tegn nu en (
, T ) graf . Sammenlign hældningen med størrelsen 
.