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ばね振り子の周期の測定

  【 目 標 】
  つるまきばねの伸びx は弾性力の大きさF に比例し,F = k x の関係があることを確かめ,
 ばね定数k の値を求める。また,得られたk 〔N/m〕を用いて、質量m 〔kg〕の錘をつるして上下
 に振らせたとき、周期T〔s〕が          
                    で表されることを調べる。

  【 実 験 】
(1) ばねの一端をスタンドに固定し,ばねが鉛直になるように調整する。ばねにそってものさし
  を固定し、ばねの下端の位置 を読む。
(2) ばねに錘を1個,2個,3個,・・とつるしていき,その都度ばねの下端の位置
  ・・を読む。

(3) nこの錘をつるしたときの,ばねの伸びをそれぞれ計算する。
(4) 縦軸に錘に働く重力の大きさ (N)、横軸にばねの伸び 〔m〕をとり,上で求めた結果を
  グラフに書く。

  【 考 察 】 得られたグラフからこのつるまきばねのばね定数 〔N/m〕はどのようにして
  求めることができるか。
(5) 得られたグラフから、ばね定数を求める。 k =1.8 〔N/m〕
(6) (5)で得られたkの値を用いて、このつるまきばねに質量 〔kg〕の錘をつるして上下に
  振らせたとき、周期 は何秒になるかを、公式を用いて計算して求める。
      a 質量 20gのときの計算結果, 周期Tは, 0.66秒
      b 質量 30gのときの計算結果,周期Tは, 0.81秒
(7) 次に、実際に質量 〔kg〕の錘をつるして振らせたときの周期を測定し、()の計算結果
  に一致するかどうかを確かめる。
      a 質量 20gのときの10振動の測定を5回繰り返し、平均値をとる。
                                           周期Tは, 0.66秒
      b 質量 30gのときの10振動の測定を5回繰り返し、平均値をとる。
                                           周期Tは, 0.81秒

  当然のことながら,計算結果と実験結果が一致することを確かめることができた。



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