Tuhost pružiny

S pružinou se v běžném životě setkáváme v mnoha aplikacích, pomocí pružiny lze navíc modelovat (a představit si) šíření vzruchu pružným prostředím a dospět tak od kmitavého pohybu k vlnění. Nejen proto jsem tedy vyzval žáky třídy 13L SPŠST Panská na jednom cvičení z fyziky, aby kmitání tělesa na pružině prozkoumali.

Žáci měli za úkol pomocí čidla polohy firmy Vernier prozkoumat kmitavý pohyb tělesa zavěšeného na pružině. Nikoho nepřekvapilo, že se na pružině kromě oblíbeného a z hodin fyziky známého pavoučka objevily i jiné obskurní předměty - např. hrnek na kávu. O to ale nešlo. Cílem bylo proměřit závislost okamžité výchylky kmitajícího tělesa na čase a pak určit tuhost použité pružiny. Navíc jsem žáky vyzval, aby tuhost určili dvěma způsoby. Chvíli přemýšleli, některé skupinky jsem musel mírně postrčit, ale pak žáci na obě metody přišli:

  • z grafu závislosti okamžité výchylky na čase určili periodu kmitání, změřili hmotnost tělesa a tuhost dopočítali ze vztahu pro svazujícího periodu, hmotnost tělesa a tuhost pružiny;
  • určili prodloužení pružiny po zavěšení tělesa, uvědomili si, že kromě síly pružnosti na těleso působí i jeho tíhová síla, a z rovnosti velikostí těchto sil určili tuhost pružiny znovu.

    • Dosažené výsledky jsme poté společně zhodnotili a okomentovali. Oběma metodami získali žáci podobné výsledky a snad si uvědomili, že obě metody jsou použitelné do praxe, pokud by měli tuhost pružiny určovat.

    Průběh měření je zobrazen na fotografích.

    Autoři fotografií:

    Jaroslav Reichl

    © Jaroslav Reichl, 26. 3. 2015