ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 47
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Основные сведения
Пружинный маятник — это физическая модель, состоящая из груза массой т и пружины
жёсткостью к. При этом массой пружины по сравнению с массой груза можно пренебречь, а
трение в колебательной системе отсутствует. Пружинный маятник может совершать колеба-
ния в вертикальной или в горизонтальной плоскости. Исследования колебаний пружинного
маятника будем проводить в вертикальной плоскости с целью сведения к минимуму силы
трения. Кроме того, при таком рассмотрении более удобно прикрепить датчик ускорения.
Когда груз выводится из положения равновесия, например пружина сжимается на не-
которую величину, грузу сообщается некоторый запас потенциальной энергии. Если те-
перь отпустить груз, то он будет двигаться к положению равновесия, пружина начнёт вы-
прямляться и деформация пружины будет уменьшаться. Следовательно, будет умень-
шаться и ее потенциальная энергия. Скорость груза будет увеличиваться, при этом
потенциальная энергия пружины будет превращаться в кинетическую энергию движения
груза. В момент прохождения грузом положения равновесия его потенциальная энергия
равна нулю, а кинетическая энергия будет максимальной.
После этого в силу инерции груз пройдёт положение равновесия. Его скорость будет
уменьшаться, а деформация (удлинение пружины) будет увеличиваться. Следовательно, ки-
нетическая энергия груза уменьшается, а его потенциальная энергия, наоборот, возрастает.
При малом растяжении пружины период колебаний пружинного маятника можно рас-
считать по формуле:
(1)