Měření tuhosti pružiny

V hodině laboratorních cvičení, která byla věnována tělesu na pružině, jsme spočítali se žáky třídy 18L SPŠST Panská několik úloh. Poté jsem žáky vyzval, aby se rozdělili do čtyř skupin, přinesl čtyři pružiny a vhodná tělesa na zavěšení na ně.

„Mám pro vás úkol: zkuste dvěma různými způsoby určit tuhost pružiny, kterou vám půjčím,“ formuluju ústně zadání. „Výsledky projdeme, ale žádný oficiální protokol chtít nebudu! To až příště,“ usmívám se, protože vím, jakou laboratorní práci mám pro žáky připravenou po jarních prázdninách.

Žáci chvíli přemýšlejí, dohadují se ve skupinách a pak dospívají k tomu, že použijí jako inspiraci první z úloh, kterou jsme řešili.

„To je naprosto v pořádku, tak jsem to i zamýšlel,“ souhlasím.

Žáci tedy ve skupinkách začínají postupně realizovat obě metody měření:

  • určení tuhosti pružiny na základě jejího prodloužení v rovnovážné poloze - k této metodě stačilo pravítko nebo svinovací metr;
  • určení tuhosti pružiny na základě zjištění periody kmitání tělesa na pružině zavěšeného - k tomu žáci využili sonar firmy Vernier.

    • Na katedru jsem položil váhy, pomocí kterých mohli určit hmotnost tělesa na každé pružině.

    Na konci hodiny jsem pak naměřené hodnoty okomentoval. Získané hodnoty tuhosti pružin v jednotlivých skupinkách se lišily při použití obou metod v řádu procent. A to bylo výborné!

    Těleso na pružině má řadu aplikací v běžném životě (popis šíření vlnění, popis silové bilance vidlice u kola, …), proto může být užitečné tuhost pružiny (nebo alespoň hypotetické pružiny, kterou modelujeme reálný děj) umět určit.

    Průběh měření je zobrazen na fotografiích.

    Autor fotografií:

    Jaroslav Reichl

    © Jaroslav Reichl, 14. 2. 2020