Груз на пружине: чем тяжелее, тем медленнее

Три груза 0,25, 1 и 4 кг качаются на одинаковых пружинах. Лёгкий качается быстрее, тяжёлый — медленнее, а график показывает период.

2D Возраст 10+10 мин КолебанияУпругость
Груз на пружине: чем тяжелее, тем медленнее
Загрузка симуляции…

Нажмите «Запустить». Тела движутся по законам физики: гравитация, трение, упругость.

Что показывает опыт

Период колебаний зависит от массы груза и жёсткости пружины, а не от того, насколько сильно мы её оттянули. Масса в 4 раза больше — период в 2 раза длиннее.

Как провести

  1. Нажмите «Запустить»: все три груза оттянуты вниз одинаково и отпущены.
  2. Посчитайте, сколько качаний сделал каждый груз за 5 секунд.
  3. Посмотрите период на графике для среднего груза.

Вопросы для обсуждения

  • Во сколько раз период тяжёлого груза длиннее периода лёгкого?
  • Изменится ли период, если оттянуть сильнее?

Объяснение

Период колебаний пружинного маятника T = 2π·√(m/k). Для k = 100 Н/м: 0,25 кг → 0,31 с, 1 кг → 0,63 с, 4 кг → 1,26 с. Большая масса труднее разгоняется — поэтому колебания медленнее; жёсткая пружина возвращает быстрее — период короче.

Повторите дома

Повесьте на резинку баночку, оттяните и отпустите. Добавьте воды — колебания станут медленнее.

Что изменить в редакторе

  • Поставьте k = 400 — период станет вдвое короче.
  • Уберите демпфер (d = 0), колебания не затухнут.