Fjäder och svängningstid

Vad menar du med "slogs fjädern in i ett stativ"? Du menar att fjädern fästes i ett stativ? Du kan föreställa dig att om stativet flexar en massa så agerar den som en fjäder som fjädern sitter fast i. Det som händer med styvheten hos anordningen är att vi får:

$k_{anordning}=\frac{k_{stativ}{k}_{fjäder}}{k_{stativ}+k_{fjäder}}$

Vi kan bryta ut $k_{stativ}$ ur täljare och nämnare så vi får:

$k_{anordning}=\frac{k_{stativ}}{k_{stativ}}\frac{k_{fjäder}}{1+{\displaystyle \frac{k_{fjäder}}{k_{stativ}}}}=\frac{k_{fjäder}}{1+{\displaystyle \frac{k_{fjäder}}{k_{stativ}}}}$

Om stativet är stadigt så skulle det vara som om att $k_{stativ}\to \infty$ alltså blir ett väldigt stort tal och vi får:

$\frac{k_{fjäder}}{k_{stativ}}\approx 0$

$k_{anordning}\approx k_{fjäder}$

Men, om anordningen inte är stadig utan flexar då får vi att anordningens styvhet minskar. Vad händer med svängningstiden om styvheten minskar? Om du kan svara på det kan du svara på hur denna felkälla påverkar era mätningar.

Med tanke på att jag ännu inte går fysik 2 är det svårt för mig att förstå din förklaring.  Vi fäste en fjäder i ett stativ där den hängde. När vi sedan fick den i svängning krockade fjäder i själva stången. 

Krukan skrev:

Med tanke på att jag ännu inte går fysik 2 är det svårt för mig att förstå din förklaring.  Vi fäste en fjäder i ett stativ där den hängde. 

Nja, du ska ta reda på vilka faktorer som påverkar svängningstiden. De du har att analysera kan vara:

• Hur långt du drar ned fjädern innan du släpper
• Massan hos vikten som hänger i den 
• Styvheten hos fjädern

Du har inte kommit fram till hur styvheten hos fjädern påverkar svängningstiden innan du börjar diskutera felkällor?

När vi sedan fick den i svängning krockade fjäder i själva stången.

Då har ni utfört laborationen fel. Dessutom bör ni alltid göra fler mätningar än en. Det ni gjort kallas ett grovt fel och det är nästintill omöjligt att förutsäga hur det påverkar svängningstiden. Detta därför möjligheten att den krockar med fjädern innebär att den inte hängde rakt utan flängde omkring. 

Gjorde ni bara en mätning? Hade ni olika fjädrar eller bara en? Hade ni en massa som hängde på fjädern? Hade ni olika massor?

Uppgiften var att att se hur olika amplituder påverkade svängningstiden. För varje amplitud hade vi 5 replikat. 2-3 gånger svängde fjädern runt oavsett hur många gånger vi försökte att få den att inte svänga runt. Egentligen blev våra resultat väldigt korrekta med en mycket liten felmarginal , men jag att bland annat detta måste ha påverkat resultatet.  Massan och styvheten var konstanta. 

Egentligen blev våra resultat väldigt korrekta med en mycket liten felmarginal

Hur kan du veta det?

Eftersom svängningstiden är oberoende av amplituden och svängningstiden bör därför vara samma, vilket den blev i nästan alla fall.  Standardavvikelsen var mycket liten. Det teoretiska svaret var heller inte långt ifrån det resultatet vi fick.

Krukan skrev:

Uppgiften var att att se hur olika amplituder påverkade svängningstiden. För varje amplitud hade vi 5 replikat. 2-3 gånger svängde fjädern runt oavsett hur många gånger vi försökte att få den att inte svänga runt. Egentligen blev våra resultat väldigt korrekta med en mycket liten felmarginal , men jag att bland annat detta måste ha påverkat resultatet.  Massan och styvheten var konstanta. 

En adderad svängning utöver den vertikala bör göra att svängningstiden ökar. Du skrev att du tror "hastigheten minskar, vilket leder till att den kinetiska energin blir mindre och att svängningstiden på så sett blir kortare" men jag undrar varför du tror att svängningstiden blir kortare om hastigheten är lägre? 

Om hastigheten minskar borde det ta längre tid för fjädern att svänga fram och tillbaka en hel period, eller hur? Det som händer när fjädern börjar svänga i någon annan riktning än vertikal är att det kan betraktas som att styvheten i fjädern relativt den riktningen minskar.

Föreställ dig att du drar ut en fjäder snett:

Eftersom kraften är sned blir komponenten i vertikal riktning (vilken driver svängningen i den riktningen) lägre än om den inte varit sned. Detta resulterar i att det går att betrakta det som om styvheten i den riktningen minskat relativt om den varit vertikal.