Hooke's Wet en eenvoudige harmonische beweging

1. Meet de veerconstant en potentiële energie van een veer en bevestig de relatie tussen de massa en oscillerende periode T.

1. Verkrijg een veer met een bekende veerconstante, een standaard om de veer aan vast te maken, minimaal 5 gewichten met verschillende massa's die aan de veer kunnen worden bevestigd, een meterstok en een stopwatch.
2. Bevestig de standaard aan een stevige ondergrond en bevestig de veer aan de standaard. Zorg ervoor dat er voldoende ruimte onder de veer is om uit te rekken zonder de tafel of de grond te raken.
3. Bereken voor elk van de massa's de kracht die op de veer wordt uitgeoefend door de zwaartekracht van de aarde (F = mg). Begin met het minst massieve gewicht. Noteer deze waarden in Tabel 1.
4. Meet hoe hoog boven het tafeloppervlak de veer zich bevindt terwijl deze in zijn onuitgerekte positie is.
5. Bevestig het minst massieve gewicht aan de veer en meet de verplaatsing Δy1 (zie Figuur 1). Noteer deze verplaatsing in Tabel 1.
6. Met het gewicht bevestigd, tilt u het gewicht lichtjes op voordat u het loslaat. Observeer de oscillerende beweging. Meet de periode T met een stopwatch. Voor een nauwkeuriger meting, noteer de tijd voor meerdere perioden en deel die tijd door het aantal waargenomen perioden. Doe dit meerdere keren en noteer de gemiddelde tijd gemeten voor de periode T in Tabel 1.
7. Herhaal stappen 1.5-1.6 voor alle massa's, in volgorde van toenemende massa.
8. Bereken de potentiële energie van de veer voor elk van de verschillende massa's en noteer ze in Tabel 1.
9. Plot de kracht F als functie van verplaatsing Δy. Volgens Vergelijking 1 zou dit lineair moeten zijn. Pas een hellingslijn aan. Deze helling komt overeen met de veerconstante k. Vergelijk de gemeten waarde met de bekende waarde van de veer.
10. Gebruik de bekende veerconstante en Vergelijking 5, bereken wat de periode T van oscillatie zou moeten zijn voor elk van de massa's; rapporteer ze in Tabel 1. Vergelijk ze met de T die werd gemeten met een stopwatch in stap 1.6.

Figuur 1: Veeroscillatie,